Innovation im Recycling verspricht umweltfreundlichere Zukunft für Kunststoff
Verantwortliche der Politik und Bürgerinnen und Bürgern werden immer mehr dafür sensibilisiert, dass die Bewältigung des Problems mit Kunststoffabfall eine entscheidende Herausforderung darstellt. Trotz aller Fortschritte werden aber weiterhin rund 360 Millionen Tonnen Kunststoffabfälle pro Jahr generiert. Die gute Nachricht besteht darin, dass sich vielversprechende neue Lösungen abzeichnen. Eine davon ist die thermochemische Umwandlungstechnologie, mit der Kunststoffabfälle zu wiederverwendbaren Rohstoffen werden. „Durch den Einsatz solcher Technologien können wir eine globale ökologische Bedrohung in eine nachhaltige Lösung verwandeln“, erklärt Mohammad Salimi, Projektforscher von CATALEPTIC(öffnet in neuem Fenster), der derzeit als Ingenieur bei Topsoe(öffnet in neuem Fenster) in Dänemark tätig ist. „Das Potenzial ist immens – eine Welt, in der Kunststoffabfälle nicht nur bewältigt, sondern auch genutzt werden, um zu einer saubereren Zukunft beizutragen.“
Kunststoffabfälle in wiederverwendbare Rohstoffe umwandeln
Das Team des von der dänischen Universität Aalborg(öffnet in neuem Fenster) koordinierte und über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen(öffnet in neuem Fenster) unterstützten Projekts CATALEPTIC befasste sich mit dem Recycling von Polyolefinen, einer Familie von Thermoplasten. Ziel war es, diesen Kunststoffabfall durch ein bahnbrechendes thermochemisches Umwandlungsverfahren namens hydrothermale Verflüssigung(öffnet in neuem Fenster) in einen wiederverwendbaren Rohstoff sowie in Kraftstoff zu verwandeln. Bei diesem Verfahren wird feuchte Biomasse in einem geschlossenen Reaktor sowohl in Biorohöl als auch in Chemikalien umgesetzt. „Mit diesem Projekt wollte ich die grundlegenden chemischen und materiellen Aspekte des Prozesses erforschen“, kommentiert Salimi. Dazu richtete Salimi Mikro-Batch-Reaktoren für die hydrothermale Verflüssigung ein, die mit Wasser und reinen Polymeren gefüllt waren. Diese Reaktoren wurden in einem Temperaturbereich von 300-400 °C betrieben und verhalfen zu wertvollen Erkenntnissen über das Potenzial der hydrothermalen Verflüssigung beim Recycling von Polyolefinen.
Potenzial der hydrothermalen Verflüssigung beurteilen
Durch die Pilotversuche konnte Salimi einige der Vor- und Nachteile der Anwendung der hydrothermalen Verflüssigung auf bestimmte Polymere ermitteln. „Wir haben Bereiche aufgedeckt, in denen weitere Forschung und Entwicklung notwendig sind“, sagt Salimi. „Wir haben gezeigt, dass Dechlorierung(öffnet in neuem Fenster) von PVC(öffnet in neuem Fenster) unter Verwendung von heißem, komprimiertem Wasser bestimmte Vorteile bergen kann. Es ist jedoch ebenso wichtig, die korrosiven Eigenschaften dieses Prozesses zu berücksichtigen.“ Per hydrothermaler Verflüssigung konnte Salimi bis zu 35 % der Polystyrol-Bausteine zurückgewinnen. Dieser Prozentsatz ist im Vergleich zu anderen Recyclingverfahren wie Pyrolyse niedriger, insbesondere im kontinuierlichen Betrieb. „Dies verdeutlicht, dass es bei der Technologie zur hydrothermalen Verflüssigung für die Polystyrolumwandlung noch Raum für Verbesserungen vorhanden ist“, bemerkt er.
Abfall in eine Ressource umwandeln
Salimi ist der Ansicht, dass die Umwandlung von Abfall in eine Ressource Europa helfen kann, beeindruckende Fortschritte auf dem Weg zu einer nachhaltigeren und umweltbewussteren Welt zu erzielen. Laborbasierte Projekte wie CATALEPTIC können dazu beitragen, den Weg zu ebnen und Investierende und Verantwortliche der Politik von der Umsetzbarkeit von Spitzentechnologien zu überzeugen. „Der Übergang vom Labor zum industriellen Maßstab erfordert konzertierte Anstrengungen, nicht nur in der Wissenschaft, sondern auch von den verschiedenen Interessengruppen“, stellt er fest. „Der nächste logische Schritt wäre die Anwendung der CATALEPTIC-Technologie im halben Pilotmaßstab. Er würde wertvolle Erkenntnisse für künftige Bemühungen um Hochskalierung bereitstellen.“ Durch das Projekt CATALEPTIC wurde deutlich, dass die Technologie zur hydrothermalen Verflüssigung in Zukunft eine wichtige Rolle beim Kunststoffrecycling einnehmen kann. Salimi weist darauf hin, dass die hydrothermale Verflüssigung nicht die einzige vielversprechende Recyclingtechnologie ist, sondern als Teil der Lösung betrachtet werden sollte. „Wir sollten die hydrothermale Verflüssigung nicht als magische Einzellösung betrachten, die auf alle Arten von Kunststoffabfällen anwendbar ist“, sagt er. „Künftig werden wir alle Arten von Technologien und Recyclingmethoden benötigen.“
Schlüsselbegriffe
CATALEPTIC, Recycling, Kunststoff, fossile Brennstoffe, Abfall, thermochemisch, hydrothermal
