ReFine – Schwer recycelbare Kunststoffabfälle werden zum wertvollen Rohstoff

Rund 60 % der in Deutschland anfallenden Kunststoffabfälle gelangen derzeit nicht in die Recycling-, sondern in die Müllverbrennungsanlage. Dabei entstehen CO₂-Emissionen, und der enthaltene fossile Kohlenstoff geht als wertvolle Ressource verloren. Eine wesentliche Ursache für die geringe Wiederverwertungsquote sind die gemischten und verunreinigten Altkunststoffe, deren Sortierung und Aufbereitung mit etablierten Verfahren technisch anspruchsvoll, teuer und häufig nicht wirtschaftlich ist.
Für eine klimaneutrale Chemieindustrie bis 2050 braucht es deshalb neue Technologien, mit denen sich auch schwer verwertbare Reststoffe effizient nutzen lassen – Lösungen wie das Pyromat-Modul von Fraunhofer UMSICHT: »ReFine« erzeugt aus heterogenen und verunreinigten Abfallströmen hochwertige BTEX-Aromaten und erfüllt dabei zuverlässig die strengen Qualitätsanforderungen der Chemieindustrie. BTEX steht für Benzol, Toluol, Ethylbenzol und Xylole, allesamt wertvolle Zutaten etwa für Polyamid, Polyurethane oder Polystyrol, die beispielsweise in Kleidung, Schaumstoffen, Lacken, Lösungsmitteln, Verpackungen, Matratzen und Dämmstoffen zum Einsatz kommen. 

Was macht die Technologie einzigartig?

»ReFine« senkt im Vergleich zu etablierten Verfahren wie dem Steam-Cracking die Investitions- und Betriebskosten drastisch. Während der Bau eines Steam-Crackers in der Regel mehr als eine Milliarde Euro kostet, lassen sich »ReFine«-Anlagen bereits für einen niedrigen zweistelligen Millionenbetrag realisieren. Die Betriebskosten sinken, weil die als Ausgangsmaterial benötigten heterogenen Kunststoffabfälle in gewaltigen Mengen verfügbar, günstig, leicht zugänglich und ohne vorherige Sortierung und Reinigung verwertbar sind. Darüber hinaus benötigt der »ReFine«-Prozess rund 20 Prozent weniger Energie als der Steam-Cracker und kommt anders als dieser auch ohne die Zugabe des fossilen Rohstoffs Naphtha aus. So kann sich sogar der Betrieb kleinerer »ReFine«-Systeme mit einer Kapazität von unter 20 Kilotonnen pro Jahr finanziell lohnen.
Damit wird das Kunststoff-Recycling auch für mittelständische Unternehmen interessant, insbesondere für Kunststoffhersteller und Entsorger, die ihre Abfälle direkt vor Ort aufbereiten wollen. Davon würde auch die Chemieindustrie profitieren, die dank der alternativen Rohstoffquelle fossile Importe reduzieren und den CO₂-Fußabdruck ihrer Produkte senken könnte. Außerdem ließen sich mit »ReFine«-Anlagen Regionen versorgen, die bisher über keine ausreichende Entsorgungsinfrastruktur verfügen.

Wie funktioniert die neue Lösung?

Das Herzstück der Pyromat-Technologie ist ein neu entwickeltes Konversionsmodul, das sich an bestehende Pyrolyseanlagen koppeln lässt. Es zerlegt Altkunststoffe unter Ausschluss von Sauerstoff in Pyrolysekoks, Pyrolyseöl und Pyrolysegas. Die erzeugten Pyrolysekokse dienen als kostengünstige, multifunktionale Katalysatoren und reinigen quasi „nebenbei“ das Pyrolyseöl. Dazu binden sie mit ihren aktiven, anorganischen Bestandteilen problematische Heteroatome wie Chlor, Brom und Schwermetalle – also genau die Stoffe, die üblicherweise die aus heterogenen Abfallströmen gewonnenen Pyrolsyseöle verunreinigen und zu Korrosionsschäden an der Anlage führen. Im nächsten Schritt folgt die Destillation, bei der sich die BTEX-Aromaten wegen ihres niedrigeren Siedepunkts von rund 80 bis 140 Grad Celsius abtrennen. Rund 20 % des erzeugten Pyrolysegases decken den Energiebedarf des gesamten »ReFine«-Prozesses.

Warum fördert die Fraunhofer-Zukunftsstiftung das Projekt?

Die Pyromat-Technologie könnte einen entscheidenden Beitrag dazu leisten, dass weniger Abfall in der Müllverbrennung landet, weniger CO₂ in die Umwelt gelangt, weniger fossile Rohstoffe für die Gewinnung der dringend benötigten Kohlenwasserstoffe importiert und Klimaschutzziele erreicht werden. Damit leistet das Projekt einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz und zu einer nachhaltigen Rohstoffversorgung.