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„Recycling beginnt beim Produktdesign“

Noch immer wird weltweit nur ein geringer Anteil des Kunststoffs recycelt. Dabei ließe sich mit klug designten Kunststoffprodukten und intelligenten Abfallsystemen die Quote drastisch erhöhen.

Im Interview spricht Raphael Kiesel von der RWTH in Aachen über innovative Methoden im Abfallmanagement – und wo es noch hakt.

  • Lieber Raphael, wenn ich bei mir zu Hause in den Kühlschrank schaue, sehe ich vor allem eines: Plastik. Die Margarine, der Ketchup, der Joghurt. Sobald die Packung leer ist, werfe ich sie in den gelben Sack. Ist meine Vorstellung naiv, dass sie wiederverwertet werden?

Um dir eine kurze Antwort zu geben: Ja, immer noch wandert ein Großteil des Mülls aus dem gelben Sack in die Müllverbrennung. Sehr viele Kunststoffprodukte im gelben Sack bestehen aus PE und PP, die in den allermeisten Fällen nicht wiederverwertet werden. Das ist vielen nicht bewusst, und wenn sie es erfahren, fragen sie sich: Lohnt es sich dann überhaupt, den Hausmüll so penibel zu trennen? Auch da ist die Antwort klar: Wir alle müssen zuhause sauber trennen, damit zumindest dieser recyclebare Anteil wiederverwendet wird.

  • Zugegeben: Das überrascht mich auch. Weshalb wird denn nur ein so kleiner Teil wiederverwertet?

Nun, Müll ist nicht Müll, und Kunststoff ist nicht gleich Kunststoff. Zunächst kommt der Müll in Sortieranlagen, wo die Abfälle nach Materialart sortiert werden. Dazu gehört etwa Blech, Kunststoff und Aluminium – um nur drei zu nennen. Diese Trennung dieser Materialien voneinander ist noch vergleichsweise simpel. Schwierig wird’s bei Kunststoff-Typen, die ebenfalls sortiert werden müssen. PP, PE und PET sind drei der häufigsten Kunststofftypen. Das Problem: Häufig kommen in einem Produkt unterschiedliche Typen zum Einsatz; sie werden vermischt und haben manchmal noch Additive wie Weichmacher, die dem Produkt bestimmte Eigenschaften verleihen. Das macht es aber auch so gut wie unmöglich, sie später wiederzuverwerten. Wirklich effektiv trennen und wiederverwerten lässt sich bis dato nur PET, das etwa in Plastikflaschen zum Einsatz kommt. Aber bei langlebigeren Produkten wie Zahnbürsten und Rasierern wird es schnell sehr komplex. All die verwendeten Stoffe später wieder sortenrein zu trennen, ist aktuell für Sortieranlagen so gut wie unmöglich – auch weil sich häufig gar nicht identifizieren lässt, um welche Kunststoffzusammensetzung es sich handelt.

  • Wäre das Problem gelöst, wenn man plötzlich genauestens wüsste, wie all diese Produkte zusammengesetzt sind?

Das wäre natürlich die Idealvorstellung, aber aus technologischer und wirtschaftlicher Perspektive wird dies noch eine Zeit dauern.  Ein vielversprechenderer Ansatz zur Erhöhung der Recyclingquote ist jedoch das sogenannte Compoundieren, mit dem wir uns in der Forschung an der University Wisconsin-Madison beschäftigt haben. Beim Compoundieren werden bestimmte Kunststoffarten bewusst gemischt, mit dem Ziel, die Materialeigenschaften im besten Fall zu verbessern. Wir haben uns mit LDPE und PP beschäftigt, da diese aufgrund ihrer sehr ähnlichen Dichten derzeit schwierig mit den herkömmlichen Verfahren getrennt und entsprechend nicht recycelt werden. Wir haben also aus der Not eine Tugend gemacht: Was sich nicht trennen lässt, wird bewusst miteinander vermischt – aber auf kluge Weise. Im besten Fall ist das wiederverwertete Produkt dann sogar noch hochwertiger als das Ausgangsprodukt und besteht in dieser Form über mehrere Zyklen hinweg. In unserer bisherigen Forschung konnten wir bestimmte Compoundierungen etwa zehnmal wiederverwerten. Das ist eine enorm wichtige Feststellung, und so wird das Compoundieren auch in der Industrie immer interessanter. Denn normalerweise werden durch das Recycling die Materialeigenschaften gemindert und die Kunststoffe verlieren an Wert. Die große Chance ist also, dass die Recyclingquoten erhöht werden, weil gar nicht erst versucht wird, die Plastiksorten zu trennen bzw. geeignete Trennverfahren zu finden, sondern sie bewusst zu vermischen und so die Eigenschaften des Plastiks zu steigern.

  • Schön und gut – aber das Problem, dass viele Produkte nach wie vor nicht wiederverwertet werden können, weil die Sortieranlagen nicht erkennen können, woraus sie bestehen, ist damit nicht gelöst. Daran ändert auch das Compoundieren nichts.

Genau hier kommt unser zweiter große Fokus ins Spiel: die Digitalisierung der Abfallwirtschaft – und die startet in der Produktion. Dabei setzen wir uns mit der Frage auseinander, wie wir Produkt nachverfolgbar machen können und ihnen eine eigene „Identität“ geben können, welche die Informationen mit der Zusammensetzung enthält, etwa mit Barcodes. Aber hier sind wir noch am Anfang, denn das Problem mit Barcodes ist, dass sie beim Zerkleinern vernichtet werden können und nicht mehr lesbar sind und auch über Ländergrenzen hinaus lesbar sein müssen – um nur zwei Hürden zu nennen. Aufbauend auf den Ergebnissen in unserem Exzellenzcluster „Internet of Production“ suchen wir für dieses Problem nach neuen Lösungen. Tatsache ist, dass die Digitalisierung auch hier ungemein wichtig sein wird für die Rückverfolgbarkeit von Produkten – und dass sie auch hier bereits bei der Produktion ansetzen muss und nicht erst am Ende des Zyklus.

  • Nun, zu wissen, was im Produkt drinsteckt – hilft mir das in der Praxis überhaupt weiter? Würde auch tatsächlich mehr getrennt, nur weil man auf einmal weiß, woraus der Müll besteht? Der ökonomische Anreiz für mehr Recycling, der aktuell fehlt, wird dadurch ja nicht geschaffen.

Ja, es ist ein Teil der Lösung, und die ökonomische Betrachtung muss auch eine Rolle spielen bzw. die Ausgangslage verbessert werden. Doch für uns Materialwissenschaftler gilt es erst einmal herauszufinden, wie es in der Theorie und in der Praxis unter optimalen Bedingungen funktioniert. Das ist der frustrierende Teil der Forschung: Nicht jede gute Idee oder Entwicklung schafft es letztlich auch tatsächlich in die Industrie, solange die ökonomische Rechnung das Maß der Dinge bleibt. Aber selbst, wenn unsere Forschung nur bei einem kleinen Teil – etwa Highend-Produkten – hilft, haben wir schon etwas gewonnen. Ich bin davon überzeugt, dass es in Zukunft auch Geschäftsmodelle geben muss, die nachhaltig ausgerichtet sind – und dann steht unsere Technik bereit und muss nicht erst noch entwickelt werden. Ich bin davon überzeugt: Wenn man erst einmal weiß, woraus das Produkt besteht, ist ein großer Schritt Richtung mehr Recycling gesetzt. Design for Recycling!

  • Raphael, vielen Dank für das Gespräch

 

Die englische Version findet ihr hier auf dem Blog des MIX-UP-Forschungsprojekts.