Kreislauf der Kunststoffe

Der moderne Sisyphos heißt RoBB-AQC. Mit zackigen Armbewegungen pickt der gelb- schwarze Roboter unermüdlich Plastikflaschen und Folien aus einem endlosen Abfallstrom. Sensoren und künstliche Intelligenz sagen ihm, wo verwertbarer Kunststoff auf dem Förderband vorbeifährt. Doch noch bleibt viel Verwertbares auf dem Band liegen. „Testbetrieb! Der lernt noch“, ruft Frank Arleth gegen den Lärm an und zieht eine Fleecejacke vom Band, die sich unter dem Roboterarm verheddert hat.

Arleth und der Roboter arbeiten beide für das Entsorgungsunter- nehmen Hündgen in Swisttal bei Bonn. Seit mehr als 70 Jahren kümmert sich der Familienbetrieb um Abfall, seit 30 Jahren sortiert man den Inhalt gelber Säcke. 140 Mitarbeiter zählt das Unternehmen, darunter viele Lkw-Fahrer. Von weit her holen sie den Abfall, der hier „Wertstoff“ heißt. Bis zu 450 Tonnen am Tag.

Das Einzugsgebiet reicht vom nördlichen Ruhrgebiet bis zum Hunsrück. Im Eingangslager stapelt sich sogar Verpackungsmüll aus Dänemark. Vor zwei Jahren hat der Mittelständler für rund 15 Millionen € in Swisttal eine der modernsten Sortieranlagen in Deutschland gebaut. Die will ausgelastet sein. Sechs Tage die Woche laufen die Maschinen rund um die Uhr. Nur samstags stehen sie für ein paar Stunden still, dann wird sauber gemacht.

Weltweit werden jedes Jahr über 350 Millionen Tonnen Plastik produziert – mehr als 200-mal so viel wie 1950, als das Kunststoffzeitalter so richtig losging. An die zehn Milliarden Tonnen wurden seither hergestellt, mehr als die Hälfte davon seit dem Jahr 2000 (siehe Grafik auf Seite 17). Nur ein Bruchteil davon wurde in den vergangenen Jahrzehnten recycelt. Selbst von dem Material, das weltweit heute hergestellt wird, landet noch immer das meiste irgendwann auf Deponien – oder schlimmstenfalls in der Natur.

Weil Kunststoff selbst nach Jahrhunderten nicht verrottet, wächst der Müllberg stetig weiter. Mit verheerenden Folgen für Lebensräume auf dem gesamten Planeten. Plastik ist überall. Fein zerrieben zu Mikroplastik hat es sogar den Weg in unsere Nahrungsketten gefunden. Längst ist klar, dass es nicht so weitergeht. Ein Lösungsansatz, auf den sich fast alle einigen können, heißt Einsammeln, Aufbereiten, Wiederverwerten.

„Circular Plastics“ nennt man den Traum vom geschlossenen Kreislauf, in dem Kunststoffe wieder und immer wieder verwendet werden. Der Spezialchemiekonzern Evonik will gleich auf mehreren Ebenen etwas zu diesem Ziel beitragen. Gebündelt werden diese Bemühungen seit Neuestem im konzerneigenen Global Circular Plastics Program.

Drei Kunststoffe spielen heute die Hauptrolle bei Verpackungen: Polypropylen (PP), verschiedene Arten von Polyethylen (PE) und Polyethylenterephthalat (PET) machen zusammen mit Abstand den größten Anteil des gesamten Materials für Tüten, Schalen, Folien, Flaschen und andere Verpackungen sowie Alltagsgegenstände aus. Jeder der drei Kunststoffe lässt sich nach Gebrauch bestens aufschmelzen und mehrfach neu verarbeiten.

Nur mischen sollte man die Materialien nicht. Schon wenige Prozent PP in einer PE-Folie sorgen dafür, dass sich Verpackungen nicht mehr dicht verschweißen lassen. Unternehmen wie Hündgen setzen deshalb modernste Technik ein, um die drei Kunststoffe sortenrein zu trennen. Roboter ergänzen neuerdings Sortiermaschinen, deren Kameras im Nah-Infrarot- und im UV-Licht die jeweiligen Kunststoffmoleküle unterscheiden können und dann die entsprechenden Teile mit gezielten Luftstößen aus dem Abfallstrom pusten.

Jeder Schnipsel Kunststoff, den Hündgen nicht identifizieren, herausziehen und als Wertstoff vermarkten kann, wird verbrannt – sei es in Müllverbrennungsanlagen oder als „Ersatzbrennstoff“ zum Beispiel in Zementwerken. Diese Restmengen, für deren Verwertung Hündgen zahlen muss, machen gut 40 Prozent des Inhalts eines gelben Sackes aus. Mit einigem technischen Aufwand holt das Unternehmen deshalb seit Neuestem noch einmal zwei Prozent mehr gemischte Kunststoffreste aus dem Abfallstrom. Aus dem grauen Agglomerat werden Parkbänke, Spielplatzgeräte oder Terrassen Unterkonstruktionen hergestellt. Das ist zwar gut für die Recyclingquote, aber noch kein Beitrag zu einer echten Kreislaufwirtschaft.

Bessere Chancen auf ein neues Leben als Verpackung haben die großen Ballen aus PP, PE oder PET, die Hündgens Hof  erlassen. Sie werden weiterverarbeitet von Firmen wie RE Plano in Lünen bei Dortmund. Das Unternehmen gehört zu der Remondis-Gruppe, einem Giganten der Recycling- und Abfallwirtschaft mit 36.000 Mitarbeitern an 900 Standorten. Das 230 Hektar große Lippewerk in Lünen gilt als Europas größtes Recyclingzentrum. Vom Bioabfall über Elektronik bis zur Metallschlacke werden hier jedes Jahr eine Million Tonnen Abfall verwertet. RE Plano kümmert sich vor allem um PE und PP, ein Schwesterunternehmen bereitet PET auf.

Um aus den vorsortierten Packungen möglichst reines Recycling-Granulat zu gewinnen, das wie neues Plastik verarbeitet werden kann, werden die Ballen zunächst geschreddert und gewaschen. „Wie genau, das ist Betriebsgeheimnis“, sagt Monica Harting Pfeifer. Die Verfahrenstechnikerin ist Projektmanagerin bei RE Plano. So viel gibt sie preis: „Wir stellen eine Lauge her, in der wir zum Beispiel aufgeklebte Etiketten und Aufdrucke ablösen.“ Die gewaschenen und getrockneten Flocken werden danach erneut sortiert, um zum Beispiel zerkleinerte Flaschen aus PE von mitgeschredderten Etiketten zu trennen. Das geschieht etwa mittels Windsichtung. Dabei macht man sich die unterschiedlichen Partikelformen und Flugeigenschaften zunutze.

Evonik liefert seit Jahrzehnten Additive und Hilfsstoffe in die Kunststoffindustrie. Vom Flammschutz bis zur Fließfähigkeit, von der Kratzfestigkeit bis zur Haptik verbessern sie die Eigenschaften der Endprodukte. Dass vieles davon auch für das Verarbeiten von Rezyklat gefragt wäre, liegt nahe. „Im Detail sind die Anforderungen aber anders, und wir stellen fest, dass wir im Re cycling noch viel mehr Know-how einbringen können“, sagt Lehmann.

Etwa beim Waschen und Trennen: Lehmanns Team untersucht regelmäßig eingesendete Proben von Waschlaugen, wie auch RE Plano sie verwendet. Sie entwickeln maßgeschneiderte Tensid-Rezepturen, die beim sogenannten De-Inking und De-Labelling Tinten und Etiketten schnell und rückstandsfrei ablösen. Entschäumer vereinfachen den Waschprozess, weil kein Schaum mehr überquillt. Netzmittel bringen die Lauge besser zwischen die Oberflächen, Trockenmittel helfen Energie beim anschließenden Trocknen sparen. „Dieses Prozesswissen, das wir für andere verarbeitende Industrien über Jahrzehnte aufgebaut haben, kommt jetzt im Recycling kombiniert zum Einsatz“, sagt Lehmann.

Nebenan testet ein Team um Sebastian Heßner derweil an Extrudern und Folienmaschinen, was Evonik-Additive beim Aufbereiten und Verarbeiten der Recyclingkunststoffe leisten können. „Das sind zum Teil die gleichen Anforderungen wie beim Virgin Plastic, also bei neuem Material“, erklärt der Leiter der Pilotanlage. „Aber es kommen weitere hinzu.“ Weil das Ausgangsmaterial stärker variiere, müssten zum Beispiel Fließ- und Schmelzeigenschaften öfter feinjustiert werden. 

Ein typisches Problem ist auch der Geruch. „Wenn organische Verbindungen oder Klebereste im Rezyklat enthalten sind und beim Extrudieren erhitzt werden, entstehen flüchtige, stark riechende Abbauprodukte, die danach lange ausdünsten“, erklärt Heßner. Billige Recyclingprodukte wie Eimer oder Gartenmöbel findet man im Baumarkt deshalb manchmal einfach der Nase nach. „Manche Recycler behelfen sich mit der Zugabe von Duftstoffen“, sagt Heßner. „Unsere Geruchsabsorber dagegen überdecken nicht einfach den Geruch kurzzeitig, sondern halten dauerhaft die flüchtigen Moleküle buchstäblich im Material fest.“

Selbst für die Mehrschichtfolien, an denen Recycler verzweifeln, hat Evonik womöglich schon zwei Lösungen parat. Kathrin Lehmann zieht eine aufgerollte Folie aus dem Schrank, die ihr ein asiatischer Verpackungshersteller kürzlich geschickt hat. Die beiden waren vor der Coronapandemie auf einer Fachmesse ins Gespräch gekommen. Sichtlich zufrieden zeigt Lehmann nun ein Becherglas, in dem zwei hauchdünne Folien umeinander wabern – einmal Plastik, einmal Alu. „Mit den richtigen Tensiden können wir auch so etwas zu 100 Prozent sauber trennen. Kein Problem!“

Mit seiner Klebstoffsparte steht der Konzern derweil auch auf der Seite der Zulieferer: Etiketten, Kartons und auch viele Mehrschichtverpackungen halten erst dank Henkel-Klebern. „Da hat zuletzt ein echter Sinneswandel bei den Kunden stattgefunden“, sagt Dennis Bankmann, der bei Henkel Adhesive Technologies den Titel des Senior Manager Circular Economy trägt. „Bis vor ein paar Jahren musste alles immer noch fester, noch temperaturbeständiger, noch länger halten. Heute fragen die Kunden auch, wie sich das alles wieder lösen lässt.“ Statt vollflächig verklebter Papieretiketten kommen deshalb beispielsweise punktuell fixierte Kunststoffbanderolen zum Einsatz. Für Umverpackungen hat Henkel einen Klebstoff entwickelt, der es ermöglicht, dass Kartons nicht mehr mit Folie umwickelt werden müssen und trotzdem nicht von der Palette purzeln.

Als Zulieferer weiter vorn in der Wertschöpfungskette ist dann auch wieder Evonik gefragt. Der Konzern liefert neben Vestoplast noch unzählige weitere Zutaten für Kleber, die vom Joghurtbecher bis zum Pappkarton alles Mögliche zusammenhalten. „Längst zählt nicht nur das Verkleben und das Lösen“, sagt Babik. „Die Frage ist auch, wie verhält sich der Kleber selbst im Recycling? Die Kunden gucken heute einfach viel genauer hin.“

Es sind dieses Umdenken und die Summe unzähliger kleiner Problemlösungen, die Hoffnung machen. Gesetzgeber in aller Welt machen Druck, erhöhen Sammel- und Recyclingquoten, nehmen Industrie, Handel und Verbraucher in die Pflicht. Sortierer, Recycler, Verpackungshersteller, Konsumgüterunternehmen und die Chemie reagieren, indem sie neue Wege aus der Sackgasse finden. Die Umrisse einer Kreislaufwirtschaft für Verpackungskunststoffe sind noch vage, aber doch erkennbar. Den globalen Kreis endgültig zu schließen wird eine Jahrhundertaufgabe. Es bleibt noch viel zu lernen. Nicht nur für den emsigen Roboter am Förderband.