Baustellen der Kunststoffkreislaufwirtschaft

Die Kunststoffkreislaufwirtschaft in Deutschland hat sich in den letzten Jahren verändert. Rezyklate und Biokunststoffe stellen zwar alternative Ressourcen dar, aber Qualität und Preis beeinflussen den Markt. Neue Technologien haben es schwer.

Kunststoffe werden weiterhin unsere Gegenwart und Zukunft formen. Die globale Herausforderung Klimawandel und die versiegenden Rohstoffquellen fordern die Kunststoffindustrie auf, Prozesse umzugestalten und den Einsatz alternativer Ressourcen voranzutreiben. Die Branche befindet sich in einer Transformation und hat sich für eine nachhaltigere Zukunft verpflichtet wie sich aus der aktuellen Analyse Plastics – the Facts 2020 von PlasticsEurope Deutschland e.V., dem Verband der Kunststofferzeuger, entnehmen lässt. Im aktuellen Geschäftsbericht der Kunststoffindustrie sieht sich die Branche neben der Covid-19-Pandemie mit wirtschaftlichen Hürden, politischen Baustellen, Imageeinbrüche für Branche und Werkstoff und Fachkräftemangel konfrontiert. Abfallvermeidung, Ökodesign, moderne Recyclingtechnologien, einheitliche Umwelt- und Gesundheitsstandards und die Entwicklung alternativer Rohstoffe stehen auf der Agenda. Die Verwendung von Rezyklat, einer sogenannten sekundären Ressource, soll weiter ausgebaut werden. Aber auch Biokunststoffe, die aus nachwachsenden Rohstoffen wie Zuckerrohr gewonnen werden, erweitern den Industriesektor. Sie sind entweder biobasiert und nicht abbaubar, oder können auf Basis von nachwachsenden Rohstoffen biologisch abgebaut werden.

Umstellung auf Biokunststoffe und Rezyklat

Das Grundkonzept der Kunststoffbranche bliebe bestehen, informiert Ioannis Sakkas, Geschäftsführer des Industrievertretungsunternehmens KT-Sakkas GmbH & Co. KG, über den Wandel. „Die Erneuerungen bestehen in den Anforderungen der Bauteilqualität, Dokumentation, Energie und Kostenreduktion.“ Der gelernte Maschinenbautechniker hat sich 2007 selbstständig gemacht und arbeitet bereits seit 23 Jahren in der Kunststoffindustrie. „Die Umstellung auf biologische Kunststoffe ist von der Aufbereitung, über Trocknung, Verarbeitung und Werkzeugtechnik eine Herausforderung und nur mit großen Investitionen zu realisieren“, berichtet Ioannis Sakkas. Für eine stetige Qualität auch bei Rezyklaten sei es wichtig, sich auf veränderte Stoffeigenschaften einzustellen.

Martin Vollet, gelernter Kunststoff-Formgeber, ist seit 1992 im Kunststoffhandel und seit 2017 bei der Firma Microfol Compounding GmbH neben dem Vertrieb auch in der Entwicklung für OEMs der Automobilindustrie und im Spritzguss tätig. Wie auch Sakkas sieht er eine wachsende Nachfrage bei der Verwendung von alternativen Ressourcen. Das Angebot mit Blick auf Rezyklate reiche allerdings noch nicht aus. „Es ist sicherlich möglich, die ein oder andere Anwendung im Kilotonnenbereich, also tausend Tonnen oder mehr, zu machen. Das ist nicht das Thema. Aber VW zum Beispiel hat für einen bestimmten Werkstoff 40.000 bis 50.000 Tonnen im Einsatz. Ich wüsste nicht, wo wir das herbekommen sollen in einer entsprechenden Qualität“, beschreibt Martin Vollet die Situation. Für die Bezeichnung Rezyklat gäbe es zudem keine einheitliche Definition und generell müsse Greenwashing vermieden werden, meint Sakkas. „Die Biokunststoffe, die nachwachsend und nicht abbaubar sind, betrachte ich ein bisschen als Halbwahrheit, denn es ist nichts anderes, als wenn ich Erdöl nehme und das raffiniere. Ich nehme nur ein anderes Ausgangsprodukt, das eben nachwachsend ist. Aber ich verändere nichts in den eigentlichen Eigenschaften des Kunststoffes“, erkärt Vollet.

Qualität und Preis beeinflussen den Markt

Die größten Unterschiede zwischen Neuware, Rezyklat oder Biokunststoffen befinden sich in der Qualität bei Rezyklaten und dem Preis der Kunststoffe. Der gesunkene Erdölpreis im Jahr 2020 habe die Preisspanne erneut auseinandergetrieben. Rezyklate und Biokunststoffe kosten teilweise mehr als das Doppelte. Zumindest im Bereich der Qualität komme die Entwicklung bei der Compoundierung voran, berichtet der Kunststoffverarbeiter Martin Vollet. Bei der Compoundierung, dem Veredelungsprozess eines Kunststoffes, sei bereits die Rohstoffquelle ein relevanter Faktor für das Endprodukt. Deshalb werde beim Rohstoffeinkauf die bereits bestehende Qualität intensiv geprüft.

Im Compoundierungsprozess wird das Material anschließend mit Doppelschneckenextrudern homogenisiert und entlastet. „In dieser Entlastungsphase wird zum Beispiel ein Vakuum angelegt. Das heißt der Kunststoff ist heiß, der würde sich gerne ausdehnen und dampfen und an der Stelle saugen wir diese Dämpfe ab“, erklärt er. Dadurch können anschließende Qualitätsmängel wie Geruch, organische Emissionen, die eine leicht ölige Oberfläche am Bauteil verursachen, oder Fogging, also die Bildung von Schwarzstaub auf den Bauteilen, vermindert werden. „Das ist momentan der schwierigste Schritt“, weiß Vollet. Außerdem würde beispielsweise die Schlagzähigkeit, Kratzfestigkeit oder UV-Stabilität mit neuen Additiven korrigiert. Der Prozess sei jedoch stark anhängig von den Werkstoffnormen der Gerätehersteller. Ein Hauptgrund, warum zum Beispiel im Fahrzeuginterieur noch kein Rezyklat anzutreffen sei. „Die Normen können zurzeit noch nicht erfüllt werden. Wir sind knapp dran, aber eben noch nicht ganz.“

Ein digtiales Wasserzeichen

Die Digitalisierung und Industrie 4.0 spielen in der Kunststoffkreislaufwirtschaft ebenfalls eine wichtige Rolle, zum Beispiel im Bereich der Gewinnung von sortenreinem Rezyklat. Beim HolyGrail Project wurde bereits ein digitales Wasserzeichen entwickelt, dass eine automatisierte Sortierung von Kunststoffabfällen ermöglicht. Dafür wird das 3D-Wasserzeichen in eine CAD-Datei konvertiert. Für die Verarbeitung des Kunststoffes wird in das Umformwerkzeug die Struktur mittels Funkenerosion oder Laser graviert. Das Zeichen beeinflusse nur geringfügig den visuellen Aspekt des Kunststoffbauteils, erklärt der Geschäftsführer Ioannis Sakkas. Angewendet werden könne es nicht nur auf Flaschen, sondern auch auf Verpackungen. Eine Kamera an der Sortieranlage kann den Code lesen und auch Post-Consumer-Abfälle nach Kunststoffsorte trennen. Herausforderung ist meist die Finanzierung neuer Technologien in der Kunststoffkreislaufwirtschaft.

Der bioökonomische Aspekt der Branche würde aber gefördert werden. „Die überwiegende Anzahl von Verarbeitern von Kunststoffen im Verpackungsbereich haben mit Hochdruck Konzepte und Lösungen entwickelt und bereits umgesetzt. Es fehlen Medienkampagnen, die dem Verbraucher das vermitteln können. Leider werden in den Medien Kunststoff-Verpackungen immer noch negativ dargestellt. Auch das Kaufverhalten hat sich noch nicht großflächig verändert“, beschreibt Ioannis Sakkas die Situation außerhalb der Kunststoffindustrie. Zusätzlich spielt die Gesetzgebung eine entscheidende Rolle. Die Kunststoffkreislaufwirtschaft besitzt einige Baustellen. Aber die Industrie sucht Lösungen und verfolgt dabei vermehrt einen nachhaltigen Ansatz.