Mehr Energieeffizienz beim Recycling

Die Plastikverschmutzung der Ozeane, das Abtauen der Polkappen und die Extremwetterereignisse der vergangenen Jahre machen es allzu deutlich: Wir haben keine zweite Welt im Kofferraum und müssen unsere aktiv schützen. Ein Weg, um die Lebensgrundlagen auf unserem Planeten für zukünftige Generationen zu erhalten, ist der schonende Umgang mit endlichen und nachwachsenden Ressourcen. Dabei spielt Recycling eine wichtige Rolle.

Doch die meisten Verfahren zur Wiederverwendung von Materialien bergen noch entscheidende Nachteile in puncto Energieeffizienz. Wir zeigen dir im Folgenden, wie Recycling künftig noch energieeffizienter und damit besser werden kann.

Recycling ist nicht gleich Recycling

Der Recyclingkreislauf ist der Weg, den ein Produkt von der Verwendung über das Rezyklieren bis zur erneuten Verwendung nimmt.

Joghurtbecher im gelben Sack sammeln, damit daraus wieder neue Joghurtbecher entstehen – so ist generell das Verständnis vom Recyclingkreislauf. Doch gerade bei Kunststoffen funktioniert die Wiederverwendung in vielen Fällen nicht so reibungslos und verbraucht im schlechtesten Fall viel Energie. Generell unterscheiden Fachleute zwischen drei Recyclingverfahren:

Werkstoffliches Recycling
Dieser Begriff beschreibt den Königsweg der Kreislaufwirtschaft. Im Idealfall wird ein Werkstoff gesammelt und so aufbereitet, dass er wieder für den gleichen Zweck eingesetzt werden kann. Bei Glas, das eingeschmolzen und zu neuen Gläsern und Flaschen verarbeitet wird, funktioniert das optimal. Ebenso problemlos lässt sich Altpapier zu neuen Papierprodukten recyceln.

Das werkstoffliche Recycling von Kunststoff stellt die Verwerter jedoch vor Herausforderungen:

Mechanische und chemische Recyclingverfahren für Kunststoff Wenn Kunststoff werkstofflich recycelt wird, bleibt seine chemische Struktur, das heißt die Struktur der Polymere, erhalten. Das Material wird lediglich gereinigt, zerkleinert und wieder zu neuen Kunststoffteilen verarbeitet.

Hier nutzen Verwerter trockenmechanische Verfahrensweisen, in denen die Kunststoffteile durch Sieben, Magnetismus, Elektrostatik sowie Nahinfrarot-Spektroskopie von Störstoffen getrennt werden.

Die folgende Wäsche der Recyclingmaterialien entfernt

Lebensmittelreste und Etiketten, sodass der Kunststoff gemahlen und geschmolzen werden kann. In der Schmelze filtert man schließlich die letzten verbliebenen Störstoffe heraus, zum Beispiel Holzfasern oder Kunststoffsorten mit höheren Schmelztemperaturen.

Alternativ zum beschriebenen Recycling-Weg lassen sich Kunststoffe auch mit speziellen Lösemitteln verflüssigen, die ihre Polymer-Struktur behalten. In diesem Zustand lassen sich Schadstoffe, Zusätze und Fremdkunststoffe effektiv herausfiltern. Der verbliebene Kunststoff ist sortenrein und bildet den Grundstoff für neue Produkte.

Kunststoff-Recycling erfordert sortenreines Sammeln Die werkstoffliche Wiederverwendung von Kunststoff gelingt energieeffizient und erzeugt Rezyklate von hoher Qualität. Der Haken: Damit sich Plastikmüll für das Verfahren eignet, müssen die Kunststoffe möglichst sortenrein gesammelt bzw. voneinander getrennt werden.
Rohstoffliches Recycling
Bei der rohstofflichen Verwertung von Kunststoff werden seine Polymerketten unter Einwirkung von thermischen und chemischen Prozessen aufgelöst. Was übrig bleibt, sind Monomere oder petrochemische Grundsubstanzen, die Erdgas und Erdöl chemisch stark ähneln.

Diese Produkte setzt man entweder zur Herstellung neuer Kunststoffe ein oder nutzt sie für andere industrielle Zwecke, zum Beispiel Gas als Reduktionsmittel bei der Metallproduktion.

Ein Reduktionsmittel hat das Ziel, dem Rohstoff einen unerwünschten Stoff zu entziehen. Erdgas kann verwendet werden, um die für die Stahlproduktion notwendigen Stoffe (Kohlenstoffmonoxid und Wasserstoffgas) zu gewinnen.

Wie ist rohstoffliches Recycling von Kunststoff zu bewerten? Gegenüber dem werkstofflichen Recycling hat das Verfahren einen entscheidenden Vorteil: Es eignet sich auch für vermischte und verschmutzte Kunststoff-Fraktionen. Damit erweitert es die Kreislaufwirtschaft um einen Teil, der nicht werkstofflich verwertet werden kann, und steigert insgesamt die Recyclingquote.

Der Nachteil: Die chemischen Verfahrensweisen zur Spaltung der Kunststoffpolymere – z.B. die Pyrolyse, Vergasung und Solvolyse – brauchen hohe Temperaturen und arbeiten teilweise unter Druck. Sie verbrauchen damit deutlich mehr Energie als die werkstoffliche Verwertung.
Energetische Verwertung
Einige vermischte, verschmutzte oder schadstoffbelastete Kunststoffe können weder werkstofflich noch rohstofflich verwertet werden – hier bleibt nur die Verbrennung. Das Ziel: Die entstehende Energie nutzen, wobei umweltschädliche Stoffe gezielt abgeschieden werden. Hier entfernen Filteranlagen die sauren Gase und Wäscher absorbieren Metallsalze aus der Schlacke.

Um Recycling ressourcenschonender und energieeffizienter zu gestalten, ist es wünschenswert, den Sektor der energetischen Verwertung zugunsten der werkstofflichen Verwertung zu reduzieren.


Werkstoffliche Verwertung	Rohstoffliche Verwertung	Energetische Verwertung
Erbringt Rezyklate von hoher Qualität. Hier können Kunststoffprodukte wieder zu neuen Kunststoffprodukten recycelt werden. Erfordert das saubere und sortenreine Sammeln von Kunststoffabfällen.	Eignet sich für vermischte und verschmutzte Abfälle. Steigert die Recyclingquote um diesen Sektor. Verbraucht durch die thermischen Verfahrensweisen mehr Energie als das wertstoffliche Recycling.	Eignet sich für verschmutzte und schadstoffbelastete Kunststoffe. Vernichtet Kunststoff als wiederverwendbaren Rohstoff.

Deutschland: Welches Recyclingverfahren hat welchen Anteil?

Seit 1994 hat sich die Menge der verwerteten Kunststoffe mehr als vervierfacht: Von 1,4 Millionen t (1994) auf 6,24 Millionen t (2019). Dabei macht die stoffliche Verwertung 46,6 Prozent aus, wobei 46,4 Prozent auf das werkstoffliche Recycling entfällt und nur 0,2 Prozent auf das rohstoffliche.

52,8 Prozent der Abfälle werden energetisch verwertet, das heißt in Müllverbrennungsanlagen verarbeitet oder als Ersatzbrennstoff genutzt. Lediglich 0,6 Prozent der Recycling-Abfälle landen schlussendlich auf einer Deponie.

Unterschiedliche Recyclingquoten je nach Herkunft

Wie gut Kunststoff-Abfälle recycelt werden können, hängt auch davon ab, wer sie sammelt: So liegen die Recyclingquoten bei den Abfällen aus der kunststoffverarbeitenden und der kunststofferzeugenden Industrie bei 94 bzw. 82 Prozent. Gewerbliche Endverbraucher produzieren Müll, aus dem aktuell 47 Prozent Kunststoff wiederverwendet werden kann.

Im gelben Sack der privaten Haushalte erreicht die Recyclingquote gerade einmal 33 Prozent. Der Grund für das Gefälle: Während die Industrie das Material sauber und sortenrein sammeln kann, landet es beim privaten Endverbraucher gemischt und verschmutzt im Müll.

Die Perspektive: Für eine höhere Recyclingquote und eine bessere Energiebilanz muss es gelingen, aus dem Hausmüll mehr Kunststoff abzuscheiden, der werkstofflich recycelt werden kann.

Wie sieht die Energiebilanz beim Recycling aktuell aus?

Mit dem Hinblick auf eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft macht Recycling nur Sinn, wenn die Wiederaufbereitung eines Materials deutlich weniger Energie und andere Rohstoffe verbraucht als die Neuschöpfung des gleichen Materials. Doch wie schneiden die unterschiedlichen Materialien, die vor allem im Verpackungssektor wichtig sind, hier ab?

Glas: Bei der Herstellung von Behälterglas, das heißt Schraubgläser und Flaschen, ist ein Recycling-Anteil von 90 Prozent gesetzlich vorgeschrieben. Kein Wunder, denn Glas lässt sich leicht aus dem Hausmüll aussortieren und wird vonseiten des Endverbrauchers in Altglascontainern sortenrein gesammelt.

Hier liegt der Vorteil des Recycling in erster Linie im Einsparen der nötigen Rohstoffe zur Glasproduktion, zum Beispiel Sand, Kalkstein, Feldspat und Soda. Energetisch bietet die Altglasverwertung lediglich einen Vorteil von 0,2 Prozent pro Prozent Altglas. Bei einer 90-prozentigen Verwertung ergibt sich damit eine Energieeinsparung von 18 Prozent gegenüber der Neuproduktion.

Papier: Ein Kilo neues Druckerpapier, ca. 200 Blatt, braucht in seiner Herstellung etwa 5 KWh Energie und 50 Liter Wasser. Wird es dagegen aus Altpapier produziert, fallen nur 50 Prozent des Energieverbrauches und 33 Prozent der Wassermenge an. Zusätzlich spart Recyclingpapier pro Kilogramm rund 2,2 kg Holz als Ressource ein – stattdessen werden 1,2 kg Altpapier benötigt.

Als Verbraucher erkennst du Recyclingprodukte am besten an den jeweiligen Siegeln, zum Beispiel dem „Blauen Engel“, der Produkte aus 100 Prozent Altpapier zertifiziert.

Kunststoff: Hier hängt die Energie-Ersparnis davon ab, welches Recyclingverfahren genutzt wird. Bei der rohstofflichen Verwertung brauchen Prozesse wie die Pyrolyse (Verbrennung unter Sauerstoffausschluss) naturgemäß viel Energie, während das werkstoffliche Recycling in mechanischen Verfahren deutlich energieeffizienter gelingt. Fachleute sprechen hier von einer möglichen Reduktion von 80 Prozent der CO2-Emissionen gegenüber der Neuproduktion von erdölbasiertem Kunststoff.

Aluminium: Das Metall gilt als endlos recycelbar – unter der Bedingung, dass identische Legierungen sortenrein gesammelt werden können. Gegenüber der Neuproduktion können hier beim Recycling bis zu 95 Prozent der nötigen Energie eingespart werden.

Wie ließe sich die Energieeffizienz beim Recycling weiter steigern?

Recyclingglas spart 18 Prozent Energie ein, Sekundäraluminium bis zu 95 Prozent und nur 46 Prozent der Kunststoffe lassen sich energiesparend und wertstofflich recyceln – die Öko-Bilanz von Recycling quer durch die unterschiedlichen Materialklassen fällt sehr heterogen aus. Was lässt sich unternehmen, um die Energieeffizienz bei der Wiederverwendung zu steigern?

Grünen Strom nutzen: Wenn der Strom- und Wärmeverbrauch beim Recycling nicht reduziert werden kann, macht es doch einen entscheidenden Unterschied, welche Energiequelle genutzt wird. Je höher der Anteil von Wind- und Sonnenenergie ausfällt, desto stärker sinkt der CO2-Ausstoß.
Bei Aluminium, das mit Erdöl-Energie produziert wird, gegenüber Aluminium aus der Herstellung mit grüner Energie ist der Unterschied erheblich: 25 kg CO2 gegenüber 0,5 kg CO2 je produziertem Kilogramm Metall.
Verbesserte Recycling-Verfahren: Zur Aufbereitung wird Altpapier mehrere Stunden gekocht, mechanisch zerkleinert und mit weiteren Verfahren behandelt, zum Beispiel dem Einblasen von Luft, um Farbreste zu entfernen. Hier liegt hohes Potenzial zur verbesserten Energieeffizienz in innovativen Verfahrensweisen.
Eine davon sind sogenannte eutektische Lösungsmittel, die lange Zellulosefasern zu Papierherstellung umweltschonend und energiesparend aus Holz und Altpapier herauslösen können. Verbesserte Verfahren in der Papierindustrie sind besonders deshalb wünschenswert, da die Industrie aktuell 5 Prozent des gesamten industriellen Energieverbrauches beansprucht.
Andere Rohstoffe: Die Wahl nachhaltigerer Rohstoffe muss die Recyclingfähigkeit eines Materials nicht beeinträchtigen, aber reduziert den primären CO2-Ausstoß. Beispiel: Kunststoffe wie PET aus pflanzlichen Rohstoffen können ebenso gut wertstofflich recycelt werden wie ihre erdölbasierten Pendants.
In der Papierherstellung können Zellulose aus Früchten, die in der Lebensmittelindustrie abfällt, oder alternative Rohstoffe wie Steinmehl den Rohstoff Holz ersetzen, wobei Energie und Wasser eingespart werden können.

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Fazit: Energieeffizientes Recycling braucht saubere Mülltrennung, verbesserte Verfahrensweisen und grüne Energie

Ja nach Materialklasse stellt das Recycling spezifische Herausforderungen an die Verwerter. In der Papier- und Glasindustrie liegen die Recyclingquoten hoch – hier liegt die ökologische Chance vor allem in der Nutzung grüner Energie und in der Entwicklung neuer, effizienterer Herstellungsmethoden. Bei Kunststoff siedelt sich das Problem früher im Recycling-Zyklus an, nämlich beim Trennen und Sammeln.

Hier müssen Methoden entwickelt werden, wie sich verschiedene Plastikarten sortenrein aus dem Hausmüll und Gewerbeabfall gewinnen lassen, damit ein höherer Anteil für das wertstoffliche Recycling zur Verfügung steht. Wir beobachten den Bereich Recycling und informieren dich regelmäßig über Innovationen.

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