Ausbau der Recyclingstrategien für Folien und flexible Verpackungen

Während der jüngsten Konferenz zum Kunststoffrecycling wurde in zahlreichen Diskussionen auf die Recyclingschwierigkeiten von Folien und flexiblen Verpackungen hingewiesen. Insbesondere eine Sitzung mit dem Titel „Folien- und flexible Mengen, Sammlung und Verarbeitung: Skalierung nationaler Lösungen in den USA und Kanada“ befasste sich ausführlich mit diesen Herausforderungen. Folien und flexible Verpackungen, die überwiegend für die Produktkennzeichnung verwendet werden, sind besonders schwierig zu recyceln. In den USA ist Folienrecycling hauptsächlich durch Abgabe in Geschäften möglich, während flexible Verpackungen im Allgemeinen nicht recycelt werden können, es sei denn, sie werden so umgestaltet, dass sie aus einem einzigen Material bestehen.

 

Zu den Rednern der Sitzung gehörten Kate Eagles, Programmdirektorin der Association of Plastic Recyclers (APR), und Charles David Mathieu-Poulin von Éco Entreprises Québec (EEQ), die über Initiativen ihrer Organisationen zur Bewältigung der Recyclingprobleme dieser Materialien sprachen.

 

Sowohl in den USA als auch in Kanada gibt es Bestrebungen, das Recycling durch Gesetze zur erweiterten Herstellerverantwortung (EPR) zu verstärken. Diese Gesetze fordern erhebliche Verbesserungen bei der Sammlung und Wiederverwendung von Post-Consumer-Harz (PCR) in neuen Verpackungsprojekten. Die kanadischen EPR-Vorschriften schreiben beispielsweise vor, dass bis 2027 in Quebec 40 % und in Ontario bis 2026 25 % der Folien und flexiblen Verpackungen recycelt werden müssen. „Bei einer aktuellen Recyclingquote von nur 4 % steht uns ein steiler Anstieg bevor, um diese Ziele in den nächsten Jahren zu erreichen“, bemerkte Mathieu-Poulin.

 

Diese Bemühungen werden auch durch ehrgeizige Ziele vorangetrieben, die sich Marken über Verbände wie die Ellen MacArthur Foundation gesetzt haben, sowie durch Verpflichtungen im Rahmen der Plastic Pacts der USA und Kanada, beeinflusst von der Nachfrage der Verbraucher nach umweltfreundlicheren Verpackungsoptionen.

 

Auf der Konferenz präsentierte APR die Ergebnisse einer aktuellen Studie mit Eunomia Research and Consulting, die sich auf das Potenzial moderner Recyclingtechnologien zur Verbesserung des Recyclings von Haushaltsfolien und flexiblen Verpackungen konzentrierte. Darüber hinaus lieferte Mathieu-Poulin ein Update zum kanadischen PRFLEX-Projekt, das die Sammel- und Recyclingquoten von flexiblen Kunststoffverpackungen für den Haushalt steigern soll.

 

Erforschung moderner Recyclingtechniken für Folien und flexible Verpackungen

 

Die Association of Plastic Recyclers (APR), die sich normalerweise auf mechanisches Recycling konzentriert, hat ihren Ansatz kürzlich um chemisches Recycling, insbesondere Pyrolyse, als ergänzende Lösung erweitert. Im Jahr 2021 hat APR eine Arbeitsgruppe für chemisches Recycling ins Leben gerufen, um die Integration chemischer Prozesse in das effektive Recycling von Kunststoffprodukten zu untersuchen.

 

Kate Eagles, Mitglied dieser Arbeitsgruppe, betonte die Rolle des chemischen Recyclings: „Wir unterstützen chemische Recyclingtechnologien, die das mechanische Recycling ergänzen, indem sie gebrauchte Kunststoffe wieder in recycelte Harze oder Harzvorläufer für neue Kunststoffprodukte umwandeln.“

 

Der neueste Bericht der Arbeitsgruppe mit dem Titel „Wie lässt sich das Recycling flexibler Folienverpackungen skalieren: Modellierung der Rolle der Pyrolyse bei Sammlung, Menge und Kosten einer umfassenden Lösung“ untersucht, wie Pyrolyse in bestehende Recyclingstrategien integriert werden kann. Der Bericht konzentriert sich insbesondere auf die verbraucherorientierten Aspekte des Recyclings flexibler Folienverpackungen (FFP) und untersucht die potenziellen Synergien zwischen Pyrolyse und den Rückgewinnungsprozessen für gebrauchte Folien und flexible Verpackungen. Dieser Ansatz zielt darauf ab, die allgemeine Wirksamkeit und Kosteneffizienz des Recyclings dieser anspruchsvollen Materialien zu verbessern.

 

Kate Eagles betonte, dass sich der Bericht in erster Linie mit flexiblen Folienverpackungen für den Haushalt befasst, da diese in der Politik auf Landes- und Bundesebene eine wichtige Rolle spielen und das Recycling gemischter Materialströme eine komplexe Angelegenheit ist. Der Schwerpunkt auf Pyrolyse ist von strategischer Bedeutung, da sich diese Technologie rasch weiterentwickelt und laut Untersuchungen von Eunomia einen Abfallstrom, der zu über 85 % aus Polyolefinen besteht, effektiv verarbeiten kann.

 

Eagles betonte, dass die Ergebnisse des Berichts hypothetischer Natur seien und auf mehreren Annahmen basierten, darunter verbessertes Verpackungsdesign, erhöhte politische Unterstützung, mehr Brancheninitiativen und verbesserte Sortiertechniken bis 2030. Sie stellte klar: „Ich möchte klarstellen, dass dies keine Schritt-für-Schritt-Anleitung ist, wie dies erreicht werden kann – es ist eher eine Untersuchung möglicher Ergebnisse.“

 

Aktueller Stand und Prognosen für 2030

 

Kate Eagles präsentierte einen Überblick über den aktuellen und geplanten Stand des Recyclings von flexiblen Folienverpackungen (FFP) in den USA. Derzeit gibt es auf dem Markt etwa 12 Millionen Tonnen FFP, davon etwa 124.000 Tonnen Polyethylenfolie (PE) für den Privatgebrauch, von denen 90 % durch die Abgabe in Geschäften gesammelt werden. Weitere drei Millionen Tonnen, größtenteils bestehend aus Artikeln wie Müllsäcken, sind derzeit nicht für die Rückgewinnung vorgesehen, sodass ein Rest von neun Millionen Tonnen verbleibt. Davon entfallen 3,7 Millionen Tonnen auf kommerzielle FFP, die im Bericht nicht behandelt werden, weshalb der Schwerpunkt auf den verbleibenden 5,3 Millionen Tonnen Folien für den Privatgebrauch liegt. Dazu gehören gemischte Polyolefine und Monomaterial PE oder Polypropylen (PP), wobei drei Millionen Tonnen potenziell durch Pyrolyse und 2,3 Millionen durch mechanisches Recycling zurückgewonnen werden können.

 

Mit Blick auf das Jahr 2030 präsentierte Eagles Szenarien, die auf strategischen Annahmen basieren. Dazu gehört die Umwandlung der Hälfte des derzeit nicht zielgerichteten Materials – aufgrund seiner Zusammensetzung aus mehreren Materialien oder Harzen – in besser recycelbare Formen wie Mono-PP, Mono-PE oder eine Polyolefinmischung. Darüber hinaus spekulierte sie über die Auswirkungen der Ausweitung der Gesetze zur erweiterten Herstellerverantwortung (EPR) von vier auf möglicherweise neunzehn Staaten und die Einführung weiterer freiwilliger Recyclinginitiativen. Dieser zukunftsorientierte Ansatz wirft die Frage auf, wie diese Änderungen die Landschaft des FFP-Recyclings bis 2030 erheblich verändern könnten.

 

Kate Eagles skizzierte ein Zukunftsszenario, in dem der Strom an flexiblen Folienverpackungen (FFP) für den Wohnbereich von den gegenwärtigen 5,3 Millionen Tonnen auf geschätzte 7,1 Millionen Tonnen anwachsen könnte, wenn man die vorgeschlagenen Designänderungen und die verbesserten Recyclingmöglichkeiten in Betracht zieht. In dieser Zukunft könnten etwa 5,6 Millionen Tonnen für die Pyrolyse geeignet sein, wobei 2,2 Millionen Tonnen aus diesen Designänderungen resultieren. Darüber hinaus könnten 59 % dieses Stroms durch mechanische Prozesse recycelbar sein, vorausgesetzt, das Material besteht aus Mono-PE oder Mono-PP.

 

Eagles räumte ein, dass diese Zahlen spekulativer Natur sind, und betonte, wie komplex es ist, solche Ergebnisse zu erzielen: „Hier werden viele Annahmen getroffen“, bemerkte sie. So beträgt die derzeitige Sammlung von Haushaltsfolien etwa 124.000 Tonnen, die unter den richtigen Bedingungen möglicherweise auf 930.000 Tonnen steigen könnte. Dies zeigt, dass die Steigerung der Rückgewinnung von Haushaltsfolien zwar theoretisch machbar ist, aber weder einfach noch kosteneffizient.

 

Sie erklärte weiter, dass chemische Recyclingtechnologien wie Pyrolyse zwar von entscheidender Bedeutung seien, aber nur eine Komponente eines umfassenderen Systems, das Verpackungsdesign, Sammlung, Sortierung, politische Unterstützung und Verbraucherbeteiligung umfasst. Diese Elemente müssen für jede bedeutende systemische Veränderung synergetisch wirken. „Dieser Bericht schafft die Grundlage für weitere Fragen und umfangreiche Arbeit, mit dem Ziel, verschiedene Elemente zusammenzufügen, die für eine transformative Veränderung der Recyclingpraktiken erforderlich sind“, schloss Eagles.

 

Kanada will das Recycling von Folien und flexiblen Verpackungen verbessern

 

Im Mai 2023 startete eine Koalition kanadischer Kreislaufwirtschaftsführer die PRFLEX-Initiative mit dem Ziel, das Recyclingsystem für flexible Verpackungen zu revolutionieren. Zu dieser gemeinschaftlichen Anstrengung gehören Mitglieder wie der Canada Plastics Pact (CPP), die Chemistry Industry Association of Canada (CIAC), Circular Materials, die Circular Plastics Taskforce (CPT), Éco Enterprises Québec (EEQ), Recycle BC und die Film & Flexibles Recycling Coalition der Recycling Partnership in den USA.

 

Wie Charles David Mathieu-Poulin darlegte, verfolgte PRFLEX vier Hauptziele: Basisdaten darüber zu sammeln, wie viele flexible Kunststoffverpackungen (FPP) derzeit in den Provinzen gesammelt und recycelt werden; Lücken in der vorhandenen Infrastruktur von Materialrückgewinnungsanlagen (MRFs) und Recyclingzentren zu ermitteln; fortschrittliche Technologien und Prozessverbesserungen zu untersuchen und zu empfehlen, die die Erfassungsraten erhöhen, die Sortierung verbessern und qualitativ hochwertigeres Post-Consumer-Harz (PCR) erzeugen könnten; und die Leistung dieser Technologien in ausgewählten Partneranlagen zu implementieren und zu bewerten.

 

Fast die Hälfte aller Verpackungen in Kanada entfällt auf FPP, und der jährliche Zuwachs beträgt 4,2 %. Daher ist es dringend erforderlich, die Recyclingprobleme anzugehen. „Das ist kein kleines Problem, sondern ein großes, das wir angehen müssen“, betonte Mathieu-Poulin. Er würdigte die erheblichen Nachhaltigkeitsvorteile flexibler Verpackungen, wie etwa geringere CO2-Emissionen, verbesserte Transporteffizienz und längere Haltbarkeit von Lebensmitteln. Er erkannte jedoch auch die erheblichen Hindernisse beim Recycling dieser Materialien an und betonte, dass zur Lösung des Problems ein umfassender Ansatz erforderlich sei.

 

Erkenntnisse aus dem Bericht zur Sammlung und Sortierung

 

Die PRFLEX-Initiative hat neue Erkenntnisse zu den Herausforderungen des Recyclings von Folien und flexiblen Verpackungen (FPP) in Kanada gebracht. Anders als in den USA, wo PE-basiertes FPP-Recycling am Straßenrand weniger verbreitet ist, haben etwa 70 % der kanadischen Haushalte Zugang zu solchen Diensten. Wie Charles David Mathieu-Poulin jedoch erklärte, haben Gespräche mit Materialrückgewinnungsanlagen (MRFs) erhebliche Frustrationen im Umgang mit diesem Material aufgezeigt.

 

Die inhärenten Eigenschaften von FPP, nämlich sein geringes Gewicht und seine Zweidimensionalität, erschweren den Sortierprozess. Auf Förderbändern führen diese Eigenschaften dazu, dass sich FPP mit anderen wiederverwertbaren Materialien überlappt, was häufig zu Verunreinigungsproblemen führt, insbesondere bei Papier. Darüber hinaus kann sich FPP um Sortiermaschinen wickeln und diese verstopfen und ist anfällig für Verunreinigungen durch organische Materialien. „Und natürlich erfordert es auch viel Handhabung“, fügte Mathieu-Poulin hinzu. Die manuelle oder mechanische Trennung, die zur Vorbereitung eines 750 kg schweren Ballens flexibler Kunststoffe erforderlich ist, umfasst das Sortieren von 75.000 bis 225.000 einzelnen Folienstücken, was eine erhebliche logistische Herausforderung darstellt.

 

In Bezug auf die Sammelmethoden kritisierte Mathieu-Poulin den in Kanada vorherrschenden Single-Stream-Ansatz. Obwohl diese Methode aus Sicht der Sammlung weniger kostspielig und einfacher ist, stellt sie MRFs vor erhebliche Herausforderungen, was darauf hindeutet, dass eine Neubewertung erforderlich ist, um den Recyclingprozess für FPP zu verbessern.

 

PRFLEX untersucht verschiedene Strategien zur Optimierung des Recyclings von Folien und flexiblen Verpackungen (FPP) in Kanada. Ein Ansatz, der in Betracht gezogen wird, ist die „Bag-in-Bag“-Methode, die in Teilen der USA bereits umgesetzt wird. Bei diesem System packen Haushalte alle ihre FPP in einen einzigen Beutel, bevor sie diese in ihren Recyclingtonnen entsorgen. Dies vereinfacht den Sortierprozess in Materialrückgewinnungsanlagen (MRFs), indem die Anzahl der erforderlichen Einzelentnahmen reduziert wird.

Eine andere Strategie besteht in der Nutzung von Depots, einer Methode, die den Store Drop-offs in den USA ähnelt und in British Columbia erfolgreich eingesetzt wird. Diese Einrichtung ermöglicht zentralisierte Sammelstellen und entlastet so die MRFs.

 

Auf MRF-Ebene hat PRFLEX mögliche Verbesserungen evaluiert, wie etwa die Installation zusätzlicher Geräte am Anfang der Sortierlinie, um speziell Folien zu trennen, oder die Integration moderner Qualitätskontrollmechanismen, um Verunreinigungen aus dem Papierstrom zu entfernen. MP wies jedoch darauf hin, dass „einige MRFs nicht im besten Zustand sind oder nicht genügend Platz haben, um neue Geräte einzubauen oder ihre Konfigurationen zu ändern“, was darauf hindeutet, dass der Bau neuer MRFs, die für die effiziente Handhabung von Folien ausgelegt sind, eine praktikable Alternative sein könnte.

 

Eine weitere Methode, die in Erwägung gezogen wird, ist die Dual-Stream-Sammlung, die derzeit in einem Drittel der kanadischen Provinzen eingesetzt wird. Bei diesem System wird die Sammlung von Papier und FPP abwechselnd durchgeführt, entweder wöchentlich oder indem den Haushalten separate Behälter für jede Materialart zur Verfügung gestellt werden. MP merkte an: „Dual-Stream ist komplizierter; es erfordert umfassende Verbraucheraufklärung und verursacht höhere Kosten.“ Diese Initiativen unterstreichen das Engagement von PRFLEX, trotz der Komplexität und Kosten, die mit der Verbesserung des FPP-Recyclings verbunden sind, effektive Lösungen zu finden.

 

Strategische Vorschläge zur Förderung des FPP-Recyclings in Kanada

 

Zusammenfassend hat die Forschung von PRFLEX zur Entwicklung von neun Schlüsselempfehlungen geführt, die darauf abzielen, das Recycling von PE-basiertem FPP von 30.000 Tonnen pro Jahr auf 100.000 Tonnen verschiedener Arten von FPP bis 2027 zu steigern:

 

1.    Streben Sie eine bessere Harmonisierung des FPP durch die Umsetzung von Recycling-Designmaßnahmen gemäß etablierten Branchenrichtlinien an.

2.     Verbessern Sie durch regulatorische Berichterstattung und Abfallstudien das Verständnis der FPP-Zusammensetzung und des FPP-Marktes.

3.     Akzeptieren Sie bei der Abholung am Straßenrand sämtliches FPP und machen Sie MRFs für die Erfassung von FPP verantwortlich und nicht für die Trennung von FPP nach Harz oder Typ.

4.     Richten Sie eine spezielle FPP-Sammlung in ICI (industriell, kommerziell und institutionell) ein.

5.     Evaluieren Sie die Durchführbarkeit einer Dual-Stream-Sammlung, sofern diese noch nicht umgesetzt ist.

6.     Wenn Dual Stream nicht geeignet ist, prüfen Sie die Machbarkeit des Baus neuer Single-Stream-MRFs, die für eine effizientere Sortierung von FPP ausgelegt sind.

7.     Wenn der Bau einer neuen Single-Stream-MRF nicht machbar ist, implementieren Sie Lösungen zur Reduzierung von losem FPP, wie etwa Depots und Bag-in-Bag-Sammelprogramme.

8.     Entwickeln Sie neue Kapazitäten für die FPP-Trennung bei Rückgewinnungsanlagen und implementieren Sie neue Sortier- und Recyclingtechnologien.

9.     Unterstützen Sie durch die Zusammenarbeit in der Lieferkette den Aufbau rentabler Endmärkte für alle Arten gesammelten FPP, einschließlich schwer recycelbarer Materialien.

 

In Bezug auf das chemische Recycling erklärte Mathieu-Poulin: „Derzeit konzentrieren wir uns hauptsächlich auf mechanisches Recycling, wobei nur eine Handvoll Unternehmen chemische Recyclingmethoden erforschen. Um jedoch einige der FPP-Materialien, die nicht mit mechanischen Mitteln verarbeitet werden können, effektiv zu verarbeiten, müssen wir uns stärker auf chemische Recyclingtechnologien verlassen.“