Was steckt im Plastikmüll? Neue Analysemöglichkeiten für Kunststoffabfälle

Plastik ist für unseren Alltag unverzichtbar geworden, vom Joghurtbecher über das Smartphone bis hin zum Leichtbau-Armaturenbrett im Auto. Das Problem des vielseitigen und leistungsfähigen Kunststoffs: Er wird fast immer aus fossilen Quellen hergestellt, landet häufig schnell im Abfall und wird dann zu selten und nicht intelligent genug weitergenutzt. Die Lubey AG und das Fraunhofer-Institut für Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS aus Halle (Saale) möchten ein Verfahren entwickeln, das eine bessere Analyse von Kunststoffen und Kunststoffgemischen ermöglicht und somit die Möglichkeiten zum Recycling verbessern kann.

Mehr als 400 Millionen Tonnen Plastik werden weltweit pro Jahr hergestellt, sie werden für Alltagsgegenstände wie Verpackungen benötigt, ebenso im Mobilitätssektor, für Kleidung oder in der Baubranche. 99 Prozent des Plastiks wird dabei aus fossilen Brennstoffen wie Kohle, Öl und Gas hergestellt, mit entsprechenden CO₂-Emissionen. Dazu kommen weitere negative Effekte wie die Verbreitung von Mikroplastik in der Umwelt und bis in die Nahrungskette.

Die europäische Abfallgesetzgebung hat auf diese Probleme reagiert und schreibt höhere Recyclingquoten vor. Statt Plastikmüll zu verbrennen oder auf Deponien zu lagern, sollen die Kunststoffe als Werkstoffe oder Rohstoffe recycelt werden. Das Ideal ist eine Kreislaufwirtschaft, in der gar kein CO₂ mehr ausgestoßen wird. Von diesem Ziel ist Europa aber noch weit entfernt. Ein Sechstel der in Europa hergestellten Plastikprodukte sind derzeit Einwegartikel, die Recyclingquote für Kunststoffabfälle liegt in Deutschland nur bei etwa 15 Prozent – und wenn recycelt wird, entstehen aus den Abfällen oft nur wenig werthaltige Produkte (Down-Recycling).

Um das zu ändern, sind unter anderem bessere Analyseverfahren notwendig, die im bis April 2022 laufenden Forschungsprojekt entwickelt werden sollen. »In den derzeitigen Wertschöpfungsketten vom Kunststoffabfall bis zu einem Produkt, das aus wiederverwerteten Kunststoffen besteht, ist das ein zentrales Problem: Um recyceln zu können, muss man zunächst wissen, wie der Abfall zusammengesetzt ist. Meist wissen weder die Lieferanten noch die Empfänger, um welche Stoffe es sich genau handelt. Die bisher üblichen Analyseverfahren erweisen sich zunehmend als unzureichend, zu aufwendig und zu langsam oder werden aus Kostengründen gar nicht durchgeführt«, sagt Thomas Wagner, der das Projekt am Fraunhofer IMWS im Rahmen des Leistungs- und Transferzentrums Chemie- und Biosystemtechnik leitet.

Welche Anteile im Abfall sind Kunststoffe? Wie viel davon ist Polyethylenterephthalat (PET), Polyvinylchlorid (PVC), Polystyrol (PS), Polypropylen (PP) oder Polyethylen (PE)? In welchem Zustand sind diese Bestandteile jeweils? Um diese Fragen zu beantworten, setzen die Projektpartner auf ein automatisiertes Druck-Schmelz-Analyseverfahren als digitales System, aus dem sich qualitative und quantitative Aussagen hinsichtlich der Stoffbeschaffenheit und Verarbeitungsfähigkeit ableiten lassen.

»Eine selektive, schnelle und robuste Analytik für die jeweils im Abfall vorkommenden Kunststoffe und Kunststoffkomposite sowie für ihre Verteilung ist Voraussetzung für die verbesserte Sortierung der Kunststoffabfälle. Je sortenreiner sie vorliegen, desto höherwertiger sind die Verwendungsmöglichkeiten für eine spätere werkstoffliche oder rohstoffliche Nutzung«, sagt Wagner. »Verbesserte Möglichkeiten können dazu beitragen, die Recyclingquoten zu erhöhen und somit die Umweltbelastung durch Plastikmüll zu reduzieren.«