Bahnbrechende Recyclingmethode könnte Abfall in Kunststoff verwandeln

Nur ein kleiner Teil des von uns verwendeten Kunststoffs wird tatsächlich recycelt, aber das könnte sich bald ändern - dank einer bahnbrechenden neuen Recyclingmethode, die gemischte Abfälle in hochwertigen Kunststoff verwandelt. Und als zusätzlicher Bonus - es hat keine Auswirkungen auf das Klima.

Die neue Methode, die vom natürlichen Kohlenstoffkreislauf inspiriert ist, zeigt, wie Kohlenstoffatome in gemischten Abfällen alle fossilen Rohstoffe bei der Herstellung neuer Kunststoffe ersetzen könnten; dies würde die Auswirkungen von Kunststoffen auf das Klima beseitigen oder sogar die Luft von Kohlendioxid reinigen, so die Forscher.

Anstatt wichtige Ressourcen auf Mülldeponien oder in der Verbrennung enden zu lassen, wollen Forscher der Chalmers University of Technology in Schweden die Kohlenstoffatome in unserem Abfall wiederverwenden.

"Es gibt genügend Kohlenstoffatome im Abfall, um den Bedarf der gesamten weltweiten Kunststoffproduktion zu decken", erklärt Henrik Thunman, Professor für Energietechnik an der Chalmers University.

"Mit diesen Atomen können wir neue Kunststoffprodukte von der Versorgung mit neuen fossilen Rohstoffen abkoppeln. Wenn der Prozess mit erneuerbarer Energie betrieben wird, erhalten wir außerdem Kunststoffprodukte, deren Klimaauswirkungen um mehr als 95 % geringer sind als die der heute hergestellten Produkte, was effektiv negative Emissionen für das gesamte System bedeutet.

Umwandlung von Abfall in Kunststoff

Um diese Kreisläufe zu erreichen, setzen die Forscher Technologien ein, die auf den in Kunststoff-, Papier- und Holzabfällen enthaltenen Kohlenstoff abzielen, mit oder ohne Lebensmittelreste, um einen Rohstoff für die Herstellung von Kunststoffen zu schaffen, die in ihrer Vielfalt und Qualität den aus fossilen Rohstoffen hergestellten entsprechen.

Mit den derzeitigen Methoden des Kunststoffrecyclings werden etwa 15-20 % der fossilen Rohstoffe ersetzt, die benötigt werden, um die Nachfrage der Gesellschaft nach Kunststoff zu decken. Bei der neuen Methode, die auf thermochemischen Technologien beruht, werden die Abfälle auf etwa 600-800°C erhitzt. Dadurch wird der Abfall in ein Gas umgewandelt, das unter Zugabe von Wasserstoff als Rohstoff für die Bausteine von Kunststoffen verwendet werden kann.

Diese Recyclingmethode könnte die Verwendung neuer fossiler Rohstoffe verhindern und in denselben Fabriken eingesetzt werden, in denen derzeit Kunststoffprodukte unter Verwendung von fossilem Öl oder Gas hergestellt werden.

"Der Schlüssel zu einem umfassenderen Recycling liegt darin, den Restmüll auf eine ganz neue Art und Weise zu betrachten: als einen Rohstoff voller nützlicher Kohlenstoffatome. Der Abfall erhält dann einen Wert, und man kann wirtschaftliche Strukturen schaffen, um das Material zu sammeln und weltweit als Rohstoff zu nutzen", sagt Thunman, einer der Autoren der im Journal of Cleaner Production veröffentlichten Studie.

Natürlicher Kohlenstoffkreislauf

Das Verfahren wurde durch den natürlichen Kohlenstoffkreislauf inspiriert, bei dem Pflanzen nach ihrem Absterben zu Kohlendioxid abgebaut werden, das für die Produktion neuer Pflanzen unerlässlich ist. Die Technologie unterscheidet sich jedoch von der Funktionsweise der Natur:

"Wir müssen nicht den Umweg über die Atmosphäre nehmen, um den Kohlenstoff in Form von Kohlendioxid in Umlauf zu bringen. Alle Kohlenstoffatome, die wir für unsere Kunststoffproduktion benötigen, finden sich in unseren Abfällen und können mithilfe von Wärme und Strom recycelt werden", erklärt Thunman.

Berechnungen legen nahe, dass die für solche Prozesse benötigte Energie aus erneuerbaren Quellen - Sonnen-, Wind- oder Wasserkraft - oder durch die Verbrennung von Biomasse gewonnen werden kann. Dies wäre energieeffizienter als die heute verwendeten Systeme und bedeutet, dass es auch möglich wäre, überschüssige Wärme aus Recyclingprozessen zu gewinnen und die mit der Energierückgewinnung verbundenen Kohlendioxidemissionen zu vermeiden.