iCAREPLAST – Kosten- und energieeffizientes Kunststoff-Recycling

Etwa 70 Prozent der europäischen Kunststoffabfälle (18,5 Millionen Tonnen pro Jahr) werden aus technischen oder wirtschaftlichen Gründen nicht recycelt und daher auf Deponien (27 Prozent) entsorgt oder verbrannt (42 Prozent). Diese Situation wirkt sich negativ aus auf die Umwelt in Bezug auf Umweltverschmutzung und Treibhausgasemissionen sowie auf die gesellschaftliche Wahrnehmung der Abfallwirtschaft, der Konsumgüterindustrie und der politischen Entscheidungsträger.

Das Projekt „Integrated catalytic recycling of plastic residues into added-value chemicals“ (iCAREPLAST) (deutsch Integriertes katalytisches Recycling von Kunststoffresten zu Chemikalien mit Mehrwert) befasst sich mit dem kosten- und energieeffizienten Recycling eines großen Teils der heute nicht wiederverwertbaren Kunststoffe und Verbundstoffe aus städtischen Abfällen. Das iCAREPLAST-Projekt hat Förderung durch das Forschungs- und Innovationsprogramm Horizont 2020 der Europäischen Union im Rahmen der Initiative SPIRE (Sustainable Process Industry through Resource and Energy Efficiency) erhalten.

In diesem Forschungsprojekt werden heterogene Kunststoffmischungen über chemische Wege, die sequenzielle Katalyse- und Trennungsschritte umfassen, in wertvolle Chemikalien (Alkylaromaten) umgewandelt. Dieser mehrstufige Prozess wird außerdem Kohle aus Kohlenstoff und einen reinen separierten CO2-Strom als Produkte liefern, während er außerdem eine verbesserte Wirtschaftlichkeit, Betriebsflexibilität und einen niedrigeren CO2-Fußabdruck aufweist dank der folgenden Aspekte:

• Nachweis, dass die gesamte Technologie zur Verwertung von Kunststoffabfällen in einer Pilotanlage in der Lage ist, mehr als 100 Kilogramm Kunststoff pro Stunde zu verarbeiten,
• energetische Verwertung von Gasnebenprodukten durch innovative Sauerstoffverbrennungseinheiten, die mit einer effizienten Wärmerückgewinnung integriert sind,
• Verwendung von KI-Prädiktionssteuerung und Echtzeit-Optimierung von Nachhaltigkeits-Parametern.

Die iCAREPLAST-Lösung wird die Kreislaufwirtschaft stärken, indem sie die Menge an recycelten Kunststoffen erheblich erhöht, um Rohstoffprodukte herzustellen, die für die Produktion von Polymeren in Neuqualität oder als Rohstoffe für andere Prozesse in der Petrochemie, der Feinchemie sowie in der Automobil- und Waschmittel-/Tensideindustrie verwendet werden können. Als Ergebnis seiner anfänglichen Nutzung wird das Projekt 250.000 Tonnen Kunststoffabfälle behandeln, die andernfalls auf Deponien entsorgt worden wären und sie in 1.500 Tonnen Alkylaromaten und 1.000 Tonnen Aromaten umwandeln. Darüber hinaus werden auch flüssige und gasförmige Ströme von kohlenwasserstoffreichen Stoffen (einschließlich CO2) und feste Unterprodukte (Holzkohle) zurückgewonnen und verwertet, um die Material- und Energiebilanz des Gesamtprozesses zu maximieren und so den ökologischen Fußabdruck zu minimieren und wirtschaftliche Nachhaltigkeit zu gewährleisten.

iCAREPLAST: Der Schlüssel zur Schließung des Kunststoff-Recycling-Kreislaufs

iCAREPLAST kombiniert Pyrolyse, katalytische Aufrüstung und Umwandlungen, Membrantrenntechnologien und Oxy-Brennstoff-Verbrennungssysteme, um Chemikalien mit hoher Wertschöpfung in einem energieeffizienten und umweltfreundlichen Kontext zu erhalten. Um Produkte mit minimaler Umweltbelastung zu erzeugen, werden in der Pilotanlage fortgeschrittene KI-basierte Kontrollsysteme eingesetzt. Dabei werden Indikatoren integriert, die auf LCA- (Life Cycle Assessment) und LCC- (Life Cycle Cost) Analysen basieren.