Lösungsansatz

Kreislaufwirtschaft statt thermischer Verwertung

In der heute etablierten Abfallwirtschaft überwiegt die thermische Verwertung, die im Abfall enthaltenen Kohlenstoffe gehen dabei als klimaschädliches CO2 in die Atmosphäre. Der Übergang zur Kreislaufwirtschaft will diese Emissionen einschränken und den übermäßigen Ressourcenverbrauch vermeiden. Das bedarf einer vollkommenen Neuordnung der Behandlung von Wertstoffströmen, wobei sich das Konsortium zunächst auf kunststoffhaltige Abfallströme konzentriert. Die Vision dieses Projekts ist das umfassende Recycling von kunststoffhaltigen Abfällen ohne Verlust von Kohlenstoff durch ineinandergreifende, vernetzte Prozesse unter maximalem Erhalt existierender chemischer Strukturen. Damit sollen innovative Recyclingtechnologien für komplexe Abfälle bereitgestellt werden, mit denen sich hochwertige Rezyklate gewinnen lassen.

Recyclingkette wird neu organisiert und am Stoffstrom ausgerichtet

Geplant ist die Entwicklung eines ganzheitlichen, entropiebasierten Bewertungsmodells, das die bis dato prozessgeführte Recyclingkette zu einer stoffgeführten Kette reorganisiert (Entropie = Maß für die Unordnung eines Systems). Eine neuartig geführte Sortierung erkennt, welche Materialien und insbesondere welche Kunststofffraktionen im Abfall enthalten sind. Passend dazu wird dann entschieden, welcher Weg des Recyclings für diese spezifische Abfallmenge der technisch, ökologisch und ökonomisch sinnvollste ist.

Teilströme statt Unordnung ermöglichen mehr Kohlenstoff-Erhalt

Die Systemoptimierung liegt nicht mehr in der Optimierung des Einzelprozesses, sondern der entropieoptimierten Trennung des Gesamtstromes und der zielgerichteten Zuordnung in die energetisch optimierten Verwertungsverfahren. Ein Stoffstrom wird in seine Teilströme zerlegt, die dann anhand einer Technologiehierarchie verschiedenen Aufbereitungsrouten zugeordnet werden. Was mittels werkstofflichen Recyclings (mechanisches Recyceln, lösungsmittelbasierte Aufreinigung und Fraktionierung) nicht weitergenutzt werden kann, steht für chemisches Recycling (Solvolyse, Pyrolyse und Gasifizierung) zur Verfügung, stets mit dem Ziel des maximal möglichen Erhalts von Kohlenstoffverbindungen. Die thermische Verwertung am Ende der Kette ist damit eliminiert.

Blick auf ökonomische Bewertung und regulatorische Rahmenbedingungen

Zu den Inhalten des Leitprojekts gehört auch die ökonomische Bewertung einer neuen Recyclingprozesskette, beispielsweise die Auswirkungen steigender Preise für CO₂-Zertifikate oder neuer regulatorischer Vorgaben wie dem Europäischen Klimagesetz, dem EU-Aktionsplan zur Kreislaufwirtschaft oder dem Verpackungsgesetz. Für die Entwicklung neuer Geschäftsmodelle werden dabei in einer ganzheitlichen Perspektive sowohl Prozesse in der Abfallwirtschaft als auch in der Chemieindustrie betrachtet und mit den heute etablierten Recyclingtechnologien kombiniert. Das Projektkonsortium wird zudem umfassende Ökobilanzstudien (Life Cycle Analysis, LCA) für die einzelnen Recyclingtechnologien durchführen, um die entsprechenden Daten im digitalen Zwilling berücksichtigen zu können sowie potenzielle Umweltrisiken und Chancen aufzuzeigen.