Zielsetzung:
Die Persönliche Schutzausrüstung (PSA) verschiedener Einsatzkräfte (Polizei, Rettungskräfte, Dienstkleidung, Feuerwehrbekleidung, u.ä.) wird aus einer Fasermischung von Hochleistungsfasern wie z.B. Aramiden hergestellt. Diese Fasern bieten nicht nur eine sehr gute Performance gegen Hitze, sie sind auch als hochwertiger Sekundärrohstoff für weitere Anwendungen interessant, da die entscheidenden Fasereigenschaften inhärent sind und somit auch nach zahlreichen Waschgängen am Ende des Lebenszyklus noch vorhanden, dennoch werden sie derzeit am Ende ihrer Tragedauer nur thermisch verwertet. Ziel ist es diese Fasern durch mechanisches Recycling (Faser-zu-Faser-Recycling) wiederzugewinnen und als rezyklatbasiertes Garn in neuer Bekleidung zu nutzen. Der Fokus liegt auf der Stapelfaserqualität, um diese in der Wiederverspinnung möglichst gut verarbeiten zu können.
Leider steht ein hochkomplexes Kombinieren von Funktionen bei möglichst geringen Gewicht, einem recyclingfreundlichen Design konträr gegenüber. Beim Recycling von Textilien ist Sortenreinheit gewünscht, die Realität konfrontiert aber mit einer großen Menge an Mischgeweben aufgrund von Kostenoptimierung oder aber auch zur Erzielung bestimmter Eigenschaften. Daher soll die PSA zunächst auf Recyclingfähigkeit untersucht und Designoptimierungen benannt werden. Die Rückgewinnung hochwertiger Rezyklate bildet eine der Grundlagen für eine geschlossene zirkuläre Wirtschaft. Durch den Projektansatz des Faser-zu-Faser Recycling basierend auf einer Fasermischung kann dieses mechanische Recycling auch für nicht sortenreine Textilien weiterentwickelt werden.
Eine bekannte Hürde beim Post-Consumer-Waste (getragener PSA) ist das Abtrennen der Reflektorstreifen, dies soll durch ein Austesten von Equipment in einen automatisierten Prozess überführt werden.
Im April 2012 führte PUMA das Rücknahmesystem Bring Me Back ein. Seither können Kunden in PUMA Stores weltweit gebrauchte Produkte zurückgeben, die dann durch die Firma I:CO der Weiterverwendung und Verwertung zugeführt werden. Auch die Produkte der neuen recyclefähigen und biologisch abbaubaren PUMA-InCycle-Kollektion, die seit März 2013 auf dem Markt sind, werden so erfasst. Hierzu gehört etwa das recycelbare PUMA Track Jacket, das zu 98 Prozent aus Polyester aus gebrauchten PET-Flaschen besteht. Der PUMA-Rucksack aus Polypropylen wird nach Gebrauch an den ursprünglichen Hersteller zurückgegeben, der das Material wieder zu neuen Rucksäcken verarbeitet. Durch solche Neuentwicklungen will PUMA seine Planungs- und Entscheidungsbasis verbessern. Deshalb hat sie bifa mit der Analyse abfallwirtschaftlicher Optionen für gebrauchte PUMA Produkte beauftragt. bifa untersuchte hierzu Referenzprodukte und Optionen für die Erfassung und Sortierung von Produkten und Materialien. 35 Pfade mit unterschiedlichen Verwertungs- und Beseitigungsansätzen wurden entwickelt und bewertet. Die Realisierungschancen der Pfade wurden dann dem zu erwartenden Nutzen insbes. für die Umwelt gegenübergestellt. Dabei wurde zwischen gut entwickelten und wenig entwickelten Abfallwirtschaften (Waste-Picking-Szenario W-P-Szenario) unterschieden. Es zeigte sich, dass Pfade, die im Szenario Abfallwirtschaft ökologisch nachteilig sind, im W-P-Szenario durchaus vorteilhaft sein können. Im W-P-Szenario sind zudem Pfade realisierbar, die in entwickelten Abfallwirtschaften keine Chance hätten. Die moderne Abfallverbrennung ist für W-P-Szenarien ökologisch vorteilhaft, aber dennoch eine schwierige Option. In entwickelten Abfallwirtschaften sollten Sammlung und Wiedereinsatz gebrauchter Schuhe und Textilien weiterentwickelt werden. Die folgenden generellen Empfehlungen wurden gegeben: - Der Einsatz von Recyclingmaterialien in PUMA-Produkten ist aus ökologischer Sicht zu empfehlen. Diese Erkenntnis wird auch durch die Ergebnisse der ersten ökologischen Gewinn-und-Verlust-Rechnung von PUMA belegt. Über die Hälfte aller Umweltauswirkungen entlang der gesamten Produktions- und Lieferkette des Unternehmens werden bei der Herstellung von Rohmaterialien verursacht - Das Produktdesign sollte auch für bestehende Verwertungspfade optimiert werden, da realistischerweise nur ein Teil der Produkte über das Sammelsystem erfasst werden kann - Die ökologischen Vorteile von Produkten, die aus nur einem Material bestehen, kommen nur dann zum Tragen, wenn das Produkt nach Gebrauch aussortiert und das Material tatsächlich recycelt wird - Biol. abbaubare Produkte können auch Nachteile haben, zum Beispiel die schnellere Entwicklung von klimaschädlichem Methan bei ungeordneter Deponierung - Eine Verlängerung der Produktlebensdauer über den gesamten Lebenszyklus einschl. der Verwendung als Gebrauchtprodukt ist der effektivste Weg, Umweltlasten zu reduzieren. Meth. Ökobilanzierung und Systemanalyse (Text gekürzt)
Die OTTO DÖRNER Kies und Deponien GmbH & Co. KG betreibt an ihrem Standort Hittfeld ein Kieswerk sowie eine Deponie der Klasse I. Der Standort verfügt aktuell bereits über einen Recyclingplatz mit einer jährlichen Produktionsmenge von ca. 90.000 Tonnen Recyclingmaterial aus Bauschutt, Beton und Asphalt. Aktuell findet bei der Verwertung von mineralischen Bauabfällen fast ausschließlich ein Downcycling statt, da die Recyclingprodukte aus Beton und Bauschutt ihren Einsatz meist im Straßenbau finden. Obwohl die wesentlichen Abfallströme aus dem Rückbau von Gebäuden (Hochbau) stammen, gelangen lediglich 1 bis 2 Prozent der zurückgewonnenen Gesteinskörnungen wieder im Hochbau in Form von Recyclingbeton. Um die Quote von Recyclingprodukten insbesondere im Hochbau/Betonbau zu erhöhen, bedarf es zuverlässiger, technischer Lösungen zur Herstellung homogener und hochwertiger Rezyklate. Die wenigen bisher existierenden Anlagen, die die für Beton notwendigen Qualitäten erreichen, bestehen im Wesentlichen lediglich aus Brecher, Magnetabscheider, Wäscher und Klassierer. Sie sind im Aufgabematerial limitiert und verfügen über keine eigentliche Aufbereitung für Sand bzw. die Feinfraktion. Material, das vor diesem Hintergrund nicht aufbereitet werden kann, findet derzeit oft den Weg in Downcycling, Verfüllung und im schlimmsten Fall Deponierung. Die OTTO DÖRNER Kies und Deponien GmbH & Co. KG beabsichtigt die Errichtung einer neuartigen Bauschuttwaschanlage zur Rückgewinnung von Gesteinskörnungen für eine hochwertige Wiederverwendung zum Beispiel in der Betonproduktion. Dazu soll ein bundesweit noch nicht praktiziertes Konzept aus verschiedenen Sortier- und Waschschritten Anwendung finden. Als Besonderheit zielt die Anlage neben der Rückgewinnung des Grobkorns auch auf die Rückgewinnung der Sandbestandteile ab, die ca. 40 bis 50 Prozent der Massenanteile ausmachen. Die vorgeschlagene Anlagenkonfiguration soll also alle Abfallfraktionen von 0 bis 32 Millimeter so aufbereiten, dass der Abfallkreislauf geschlossen werden und die einzelnen Produkte in hoher Qualität in den Hochbau, vorzugsweise in die Betonindustrie, zurückfließen können. Außerdem besonders ist die tiefe Wasseraufbereitung mit chemisch- physikalischer Stufe für eine vollständige Prozesswasserregeneration. Nach einer Vorbehandlung aus Sieb und Brecher wird das gesamte Material unter Zugabe von Wasser und Energie (Wäscher, Attritionszellen) aufgeschlossen. Sand und andere Stoffe werden vom Grobkorn gelöst und getrennt. Das Grobkorn wird in mehreren Stufen nach Dichte und optischen Eigenschaften sortiert und anschließend klassiert und so über den Stand der Technik hinaus aufbereitet. Die Weiterbehandlung der Sandbestandteile geschieht mittels eines Attritionsverfahrens. In den Attritionszellen werden durch Rotationswerkzeuge starke Spannungen an den Materialoberflächen erzeugt, die eine Ablösung von Anhaftungen bewirkt. Im Anschluss durchläuft der nun mittels Wasser geführte Massenstrom mehrere Separationsstufen, in denen der Sand nach Dichte und Korngröße getrennt und anschließend entwässert wird. Für diese Aufgaben kommen Zyklone, ein Aufstromsortierer und Siebe zum Einsatz. Der gewaschene RC-Sand wird anschließend mit einem Freifallklassierer auf das richtige Kornband eingestellt. Das anfallende Prozesswasser wird einer Wasser-/Schlammbehandlung zugeführt und im Anschluss durch eine chemisch-physikalische Aufbereitung mit mehreren Stufen geführt und als Waschwasser wiedereingesetzt. Diese Prozesswasserregeneration erlaubt weitgehend eine Schadstoffausschleusung und damit die Schließung des Wasserkreislaufs. Bei einer Aufgabenleistung von 150.000 Tonnen Bauschutt jährlich werden ca. 120.000 Tonnen Gesteinskörnung in hoher Qualität zurückgewonnen, davon rund 60.000 Tonnen an Sand, die nicht in Tagebauen als Primärrohstoff abgebaut werden müssen. Dies vermeidet jährlich 1 bis 2 ha Flächenverbrauch. Dabei kann auf Ausgangsmaterial zurückgegriffen werden, das unter anderen Umständen auf Deponien abgelagert werden muss. Diese Menge an mineralischen Abfällen muss somit nicht deponiert werden. Diese Anlagenerweiterung von üblichen Bauschuttaufbereitungsanlagen nach Stand der Technik um eine Sandaufbereitung und ggf. Abwasserreinigung ist auf alle Bauschuttaufbereitungsanlagen in Deutschland übertragbar.
Branche: Bergbau und Gewinnung von Steinen und Erden
Umweltbereich: Ressourcen
Fördernehmer: Otto Dörner Kies- und Deponien GmbH & Co. KG
Bundesland: Niedersachsen
Laufzeit: seit 2023
Status: Laufend
Die Abfallwirtschaft verwertet die gesammelten Kunststoffabfälle nahezu vollständig. Im Jahr 2023 hat sie knapp 38 Prozent aller gesammelten Kunststoffabfälle werkstofflich und 0,5 Prozent rohstofflich oder chemisch verwertet. 61 Prozent der Abfälle wurden energetisch verwertet. Aus Klima- und Umweltschutzsicht ist es wichtig, mehr Kunststoffabfälle werkstofflich zu verwerten. Kunststoffe – Produktion, Verwendung und Verwertung Gegenüber dem Erhebungsjahr 2021 sind im Jahr 2023 sowohl die Produktionsmengen der deutschen Kunststoffindustrie als auch die verarbeiteten Mengen deutlich gesunken. Laut der Studie "Stoffstrombild Kunststoffe in Deutschland 2023" , die alle zwei Jahre industrieseitig durchgeführt wird, verarbeitete die Kunststoffindustrie im Jahr 2023 insgesamt 12,8 Millionen Tonnen (Mio. t) Kunststoffe zu werkstofflichen Anwendungen (sogenannte Kunststoffneuware), wie zum Beispiel Verpackungen. Gegenüber dem Jahr 2021 entspricht dies einem Rückgang von 8,5 %. Die Menge an verarbeiteten Primärkunststoffen (fossile Rohstoffbasis) lag bei knapp 10,4 Mio. t und damit 11,4 % niedriger als im Jahr 2021. Zusätzlich wurden etwas mehr als 1,9 Mio. t Rezyklate und 0,5 Mio. t Nebenprodukte verarbeitet. Im Vergleich mit 2021 hat sich der Einsatz von Rezyklaten und Nebenprodukten demnach um 6,2 % erhöht. Der Anteil von Kunststoffrezyklaten an der insgesamt verarbeiteten Kunststoffmenge betrug dabei 15 % und der Einsatz von Nebenprodukten machte weitere 3,9 % der Verarbeitungsmenge aus. Der Kunststoffverbrauch in Deutschland lag nach Bereinigung um Im- und Exporte bei knapp 11,3 Mio. t und damit um 4,6 % niedriger als im Jahr 2021. An Kunststoffabfällen fielen 2023 insgesamt 5,9 Mio. t an. Von dieser Menge wurden 99,5 % stofflich oder energetisch verwertet (siehe Abb. „Entwicklung der Verwertung der Kunststoffabfälle“). Hinzu kommen etwas mehr als 0,4 Mio. t Nebenprodukte aus dem Produktions- und Verarbeitungsprozess, die jedoch nicht als Abfall anfielen, sondern wieder in den Herstellungsprozess zurückgeführt worden sind. Neben der Produktion von Kunststoffen zur Herstellung von Kunststoffwerkstoffen wurden auch knapp 6,1 Mio. t Polymere für Klebstoffe, Dichtstoffe, Lacke, Elastomere oder Fasern erzeugt. Diese werden im Folgenden jedoch nicht mit betrachtet. Kunststoffvielfalt 67,7 % der verarbeiteten Kunststoffe entfielen auf folgende fünf Thermoplaste (inklusive Rezyklate ): Polyethylen (PE) mit 3,47 Millionen Tonnen (Mio. t), Polypropylen (PP) mit knapp 2,21 Mio. t, Polyvinylchlorid (PVC) mit 1,55 Mio. t, Polyethylenterephthalat (PET) mit 830.000 t sowie Polystyrol und expandiertes Polystyrol (PS/PS-E) mit 625.000 t. Etwa 15,3 % der produzierten Gesamtmenge waren andere Thermoplaste wie Polykarbonat (PC), Polyamid (PA) oder Styrol-Copolymere wie Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) und Styrol-Acrylnitril (SAN). Die restlichen 17 % waren sonstige Kunststoffe, u.a. Duroplaste wie Epoxid-, Phenol- und Polyesterharze sowie Polyurethane und Mischkunststoff-Rezyklate (siehe Abb. „Anteil der Kunststoffsorten an der Verarbeitungsmenge Kunststoffe 2023“). Größter Einsatzbereich für Kunststoffe bleiben die Verpackungen. 29,9 % der in Deutschland verarbeiteten Kunststoffe wurden 2023 hier eingesetzt. Der Bausektor belegte mit 23,7 % den zweiten Rang. Dahinter folgen die Segmente Fahrzeugindustrie mit 11,1 % sowie Elektro- und Elektronikgeräte mit 7,0 % (siehe Abb. „Anteil relevanter Branchen an der Verarbeitungsmenge Kunststoffe 2023“). Anteil der Kunststoffsorten an der Verarbeitungsmenge Kunststoffe 2023 Quelle: Umweltbundesamt / CONVERSIO Market & Strategy GmbH Diagramm als PDF Diagramm als Excel mit Daten Anteil relevanter Branchen an der Verarbeitungsmenge Kunststoffe 2023 Quelle: Umweltbundesamt / CONVERSIO Market & Strategy GmbH Diagramm als PDF Diagramm als Excel mit Daten Aufkommen an Kunststoffabfällen Im Jahr 2023 fielen in Deutschland 5,91 Millionen Tonnen Kunststoffabfälle an. Etwa 94 % dieser Abfälle entstanden nach dem Gebrauch der Kunststoffe (sog. Post-Consumer-Abfälle). Die restlichen 6 fielen bei der Herstellung und vor allem bei der Verarbeitung von Kunststoffen an. Ab 2021 werden im Stoffstrombild Kunststoffe erstmals Nebenprodukte getrennt von den Kunststoffabfällen ausgewiesen. Zuvor waren diese in den Gesamtmengen an Kunststoffabfällen inkludiert. Nebenprodukte fielen im Jahr 2023 in Höhe von 0,43 Mio. t an. Da sie gemäß § 4 Kreislaufwirtschaftsgesetz jedoch nicht unter den Abfallbegriff fallen, werden sie hier nicht weiter berücksichtigt, in der Abb. „Entwicklung der Verwertung der Kunststoffabfälle“ jedoch zusätzlich mit dargestellt. Beim Vergleich mit älteren Angaben zu den Gesamtmengen an Kunststoffabfällen ist zu beachten, dass die Nebenprodukte in den ausgewiesenen Mengen noch enthalten sind (siehe Abb. „Entwicklung der Verwertung der Kunststoffabfälle“). Hohe Verwertungsquoten Im Jahr 2023 wurden 99,5 % aller gesammelten Kunststoffabfälle verwertet: Von den 5,91 Millionen Tonnen (Mio. t) Gesamt-Kunststoffabfällen wurden 2,27 Mio. t, oder 38,4 % werk- und rohstofflich/chemisch genutzt. 3,61 Mio. t oder 61,1 % wurden energetisch verwertet – 2,25 Mio. t davon in Müllverbrennungsanlagen, 1,36 Mio. t ersetzten als Ersatzbrennstoff fossile Brennstoffe etwa in Zementwerken oder Kraftwerken. 32.000 t, etwa 0,5 %, wurden beseitigt. Diese Kunststoffabfälle wurden also deponiert oder in Anlagen ohne hinreichende Auskopplung von Energie verbrannt. (siehe Tab. „Aufkommen und Verbleib von Kunststoffabfällen in Deutschland 2023“ und Abb. „Entwicklung der Verwertung der Kunststoffabfälle“). Nachdem bis zum Berichtsjahr 2019 der Berechnungspunkt für das Recycling von Kunststoffabfällen am Eingang in die Aufbereitungsanlagen lag (Mengen, die dem Recycling zugeführt werden), wird seit dem Stoffstrombild Kunststoffe für 2021 ein neuer Berechnungspunkt zugrunde gelegt. Dieser befindet sich nun vor dem Einbringen in den letzten Schritt des Recyclingprozesses (z.B. in einen Pelletier-, Extrusions- oder Formvorgang). Verluste aus Zerkleinerung, Nachsortierung sowie Waschprozessen werden also berücksichtigt und zum Abzug gebracht. In der Praxis werden diese Verluste energetisch verwertet, weshalb sie sich nun auch in den Mengen zur energetischen Verwertung wiederfinden. Bei einem Vergleich mit älteren Angaben zu Recyclingquoten ist diese Änderung in der Methodik zu berücksichtigen (z.B. Abb. „Entwicklung der Verwertung der Kunststoffabfälle“). Die neue Vorgehensweise bei der Ermittlung der Recyclingquoten basiert auf dem EU-Durchführungsbeschluss 2019/665 . Dieser bezieht sich zwar auf Verpackungen, wurde hier jedoch auch auf die anderen Kunststoffabfallströme angewendet. Eine weitere Änderung ergibt sich aus der Differenzierung in Nebenprodukte und Kunststoffabfälle. Bis 2019 waren Nebenprodukte unter den recycelten Kunststoffabfällen aus der Produktion und Verarbeitung subsummiert. Da Nebenprodukte aber nicht unter den Abfallbegriff gemäß § 3 (1) Kreislaufwirtschaftsgesetz fallen und ihr Wiedereinsatz in der Produktion keinen Recyclingprozess darstellt ( § 3 (25) Kreislaufwirtschaftsgesetz ), ist ein Abzug dieser Mengen von den werkstofflich verwerteten Kunststoffabfällen aus der Produktion und Verarbeitung notwendig. Beim Vergleich mit älteren Angaben ist zu beachten, dass die Nebenprodukte in den ausgewiesenen Recyclingmengen noch enthalten sind (siehe Abb. „Entwicklung der Verwertung der Kunststoffabfälle“). Bei der Verbrennung von Abfällen wird in energetische Verwertung oder thermische Beseitigung unterschieden. Dies erfolgt anhand der Energieeffizienz der Abfallverbrennungsanlagen auf Grundlage bestimmter Kriterien, die in der EU-Abfallrahmenrichtlinie festgelegt und mit dem Kreislaufwirtschaftsgesetz in nationales Recht umgesetzt worden sind. Werden die Kunststoffabfälle in energieeffizienten Müllverbrennungsanlagen mit Energieauskopplung verbrannt, wird dies generell als energetische Verwertung eingestuft. Tab: Aufkommen und Verbleib von Kunststoffabfällen in Deutschland 2023 Quelle: CONVERSIO Market & Strategy GmbH Tabelle als PDF Tabelle als Excel Entwicklung der Verwertung der Kunststoffabfälle Quelle: Umweltbundesamt / CONVERSIO Market & Strategy GmbH Diagramm als PDF Diagramm als Excel mit Daten Unterschiede bei der stofflichen Verwertung Die Höhe der Recyclingquote lag bei Abfällen aus der Kunststofferzeugung und Kunststoffverarbeitung im Jahr 2023 bei 85 % beziehungsweise bei fast 88 %. Von Kunststoffabfällen aus privaten Haushalten wurden knapp 33 % stofflich verwertet, von den Kunststoffabfällen aus dem gewerblichen Endverbrauch etwa 39 %. Der Grund für diese unterschiedlichen Quoten ist, dass Kunststoffe in der Industrie meist sehr sauber und sortenrein anfallen, in Haushalten und bei vielen Gewerbebetrieben jedoch verschmutzt und vermischt. Aus Umweltschutzsicht ist es sinnvoll, vermehrt Altkunststoffe aus dem Restmüll „abzuschöpfen“, also getrennt vom Restmüll zu erfassen, und einer möglichst hochwertigen werkstofflichen Verwertung zuzuführen. Denn diese Verwertung ist, wie viele Ökobilanzen zeigen, vorwiegend die umweltgünstigste Entsorgungsvariante. Haupteinsatzgebiete von Kunststoffrezyklaten (1,93 Mio. t) und wieder eingesetzten Nebenprodukten (0,5 Mio. t) in Neuprodukten sind Bauprodukte und Verpackungen. Im Jahr 2023 wurden rund 67 % der in Deutschland eingesetzten Rezyklate und Nebenprodukte in diesen beiden Anwendungsbereichen verwendet (siehe Abb. „Einsatz von Kunststoffrezyklaten in Deutschland 2023“). Von den in der Kunststoffverarbeitung eingesetzten Rezyklaten stammen 1,54 Mio. t oder 79,8 % aus Abfällen nach dem privaten und gewerblichen Endgebrauch (sog. Post-Consumer-Abfälle) sowie 0,39 Mio. t bzw. 20,2 % aus Produktions- und Verarbeitungsabfällen (siehe Abb. Entwicklung des Rezyklateinsatzes bei der Kunststoffverarbeitung“). Einsatz von Kunststoffrezyklaten in Deutschland 2023 Quelle: Umweltbundesamt / CONVERSIO Market & Strategy GmbH Diagramm als PDF Diagramm als Excel mit Daten Entwicklung des Rezyklateinsatzes bei der Kunststoffverarbeitung Quelle: Umweltbundesamt / CONVERSIO Market & Strategy GmbH Diagramm als PDF Diagramm als Excel mit Daten