Chemisches Recycling in Europa „Deutschland führt auch bei der geplanten Gesamtkapazität“

Eine interaktive Karte vom Fraunhofer Umsicht gibt Auskunft über den Stand des chemischen Recyclings in Europa. Im Interview mit Prof. Matthias Franke wird deutlich: Deutschland steht sowohl bei bereits installierte als auch geplanten Anlangen besser da als man manchmal vermutet.

Das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik (Umsicht) hat eine interaktive Karte der chemischen Recyclingaktivitäten in Europa erstellt, die installierte Anlagen, Technologien, Kapazitäten und den Projektstatus auf dem gesamten Kontinent umfasst. Doch wie sieht es konkret in Deutschland aus? Welche Technologien dominieren den Markt und wo steht die Bundesrepublik im Vergleich zu ihren europäischen Nachbarn? Darüber hat PlastXnow mit Prof. Matthias Franke, Leiter des Fraunhofer Umsicht Institutsteils in Sulzbach-Rosenberg gesprochen.

Zur Person

Prof. Dr.-Ing. Matthias Franke ist Leiter des Fraunhofer Umsicht, Institutsteil Sulzbach-Rosenberg. Er ist Mitglied des Fraunhofer-Clusters of Excellence Circular Plastics Economy, des Nationalen Begleitkreises Chemisches Recycling des ThinkTank Industrielle Ressourcenstrategien und des Bayerischen Bioökonomierats. Franke hat eine Honorarprofessur an der Universität Birmingham, UK inne und ist Dozent für Kreislaufwirtschaft an der Technischen Universität München. Zu seinen Fachgebieten zählen das chemische Recycling von Kunststoffabfällen und Verbundwerkstoffen sowie die Umwandlung von Biomasse und biogenen Reststoffen in Kraftstoffe, Grundchemikalien und Biokarbonate mittels thermochemischer Verfahren.

PlastXnow: Was sind die wichtigsten Ergebnisse zum Stand des chemischen Recyclings in Europa?

Prof. Matthias Franke: Technologieseitig ist die Pyrolyse sowohl bei den bereits installierten als auch den geplanten Projekten dominierend. Aufgrund der für einen wirtschaftlichen Betrieb erforderlichen Anlagengrößen folgen Gasifizierungsprozesse an zweiter Stelle. Auch wenn es sich dabei nur um zwei Projekte handelt, die sich im Planungsstadium befinden. Projekte im Bereich des lösemittelbasierten Recyclings oder der Solvolyse folgen mit großem Abstand. Was die Anzahl der Projekte und die geplanten Kapazitäten anbelangt, liegen Deutschland, Spanien, die Niederlande und Belgien vorn mit geplanten Kapazitäten im Bereich von 250 bis 720 kT.

Wir konzentrieren uns für den Moment auf Deutschland. Was sind hier die wichtigsten Ergebnisse?

Deutschland weist im Vergleich zu allen anderen EU-Ländern aktuell die größte Anzahl an Projektplanungen auf und führt auch bei der geplanten Gesamtkapazität mit etwa 720 kT.  Das hängt mit dem großen Stellenwert der Chemieindustrie sowie der kunststofferzeugenden und -verarbeitenden Industrie in Deutschland zusammen. Dabei ist hierzulande die Pyrolyse die dominierende Technologienbasis. Auf sie entfallen etwa 690 kT der Kapazitäten.

Mit fünf Projekten ist Nordrhein-Westfalen das Bundesland mit den meisten Projekten zum chemischen Recycling. Wie lässt sich das erklären?

Nordrhein-Westfalen ist mit knapp 30 Milliarden Euro Umsatz und über 120.000 Beschäftigten das führende Bundesland in der Erzeugung und Verarbeitung von Kunststoffen. Dementsprechend besteht dort regional auch der größte Bedarf an Rezyklaten zur Erfüllung bestimmter Vorgaben zum Rezyklateinsatz, zum Beispiel die der PPWR.

PlastXnow erklärt 

Chemisches Recycling: Neue Wege für Kunststoffabfälle 

Hinzu kommt, dass NRW mit drei Steam-Crackern mit einer Verarbeitungskapazität von insgesamt etwa drei Millionen Tonnen Naphtha deutschlandweit auch über die größten Kapazitäten zur Weiterverarbeitung der über Kunststoffpyrolyse erzeugten Öle verfügt. Die größten Projekte zum chemischen Recycling werden dementsprechend auch an den Standorten und unter Beteiligung der Betreiber dieser Petrochemieanlagen (Anm. d. Red.: BP in Gelsenkirchen, Ineos in Köln-Worringen, LyondellBasell in Wesseling) geplant.

Auffällig ist zudem: Statt einzelner Werkstoffe zielen die meisten Anlagen auf die Aufbereitung gemischter Kunststoffabfälle. Warum?

Chemisches Recycling von Kunststoffabfällen macht nur unter zwei Bedingungen Sinn. Erstens muss es sich um Kunststoffabfälle handeln, die werkstofflich nicht in der geforderten Qualität recycelbar sind. Zweitens erfordern ökonomische Randbedingungen Mengenströme von wenigstens mehreren 10.000 Jahrestonnen je Anlage. Sofern es sich um einzelne Werkstoffe oder Monofraktionen einzelner Polymertypen handelt, sind die werkstofflichen Recyclingverfahren zu favorisieren. 

Ab wann ändert sich das?

Sobald es sich um werkstofflich schwer oder gar nicht recycelbare Stoffströme handelt, wie Sortierreste, stark vermischte und verunreinigte Mischkunststoffe oder Materialverbunde. Aber auch bei Duroplasten sowie faserverstärkten Kunststoffen kann das chemische Recycling seine Vorteile gegenüber dem werkstofflichen Recycling ausspielen. Bei Mischkunststoffen oder Sortierresten, zum Beispiel von LVP-Kunststoffen können über die etablierten Sammelsysteme zugleich die benötigten Mengenströme für einen wirtschaftlichen Betrieb generiert werden.

Kommen wir noch einmal auf die einzelnen Verfahren zurück: In ganz Europa gibt es nur zwei Anlagen, die mit einem hydrothermalen Verfahren arbeiten – eine davon stand in Böhlen. Warum ist diese Art des chemischen Recyclings so wenig verbreitet?

Die einzelnen Technologieanbieter im Bereich des chemischen Recyclings haben eine Vielzahl von innovativen Prozessen hervorgebracht, die sich im Detail mehr oder weniger deutlich voneinander unterscheiden. Die meisten können aufgrund der Art der Prozessführung der Oberkategorie der Pyrolyseverfahren zugeordnet werden, die als Hauptprodukt eine Flüssigphase erzeugen. 

Chemisches Recycling

Gasifizierung von gemischten Kunststoffabfällen funktioniert 

Auch bei hydrothermalen Prozessen entsteht Flüssigphase aus den behandelten Kunststoffabfällen. Allerdings kommt hier als Alleinstellungsmerkmal gegenüber den anderen Verfahren überkritisches Wasser als Reaktionshilfsmittel zum Einsatz. 

Die erwähnte Anlage in Böhlen (Dow) ist eines von aktuell zwei Projekten in Deutschland, die eingestellt wurden. Woran sind diese Anlagen gescheitert?

Die Stilllegung des Steam-Crackers der Dow in Böhlen ist die Ursache dafür, dass das Projekt zum chemischen Recycling von Kunststoffabfällen nicht weiterverfolgt wird. Ohne Abnehmer für die erzeugten Produkte und ohne die Synergien mit der petrochemischen Infrastruktur des Standortes macht die Realisierung der Recyclinganlage dort keinen Sinn mehr. Nach Auskunft der Dow sind hohe Energie- und Betriebskosten in Verbindung mit sinkender Nachfrage nach den dort erzeugten Basischemikalien Gründe für die Stilllegung des Standortes. 

Was lässt sich daraus lernen, damit künftige Projekte nicht eingestellt werden?

Investitionen in chemisches Recycling erfordern zunächst eine stabile Nachfrage und entsprechende Abnahmeverträge, zum Beispiel für die erzeugten Naphta-Substitute. Diese Nachfrage entsteht durch den regulatorischen Rahmen, der etwa im Bereich der Kunststoffverpackungen Rezyklateinsatzquoten vorgibt. Allerdings weist die Regulatorik immer noch Unsicherheiten auf, beispielsweise wenn es um die Massenbilanzierung, das Abfallende oder generell den Status des chemischen Recyclings im deutschen Verpackungsgesetz geht. 

Also ein regulatorisches Problem?

Nein, am Beispiel Böhlen zeigt sich ein weiteres, strukturelles Problem der vorgelagerten Grundstoffindustrie in Deutschland und Europa. Unter anderem führen die hohen Energiekosten zu höheren Produktionskosten für die benötigten Grundstoffe und damit zu einer geringeren Wettbewerbsfähigkeit der Kunststofferzeuger und -verarbeiter. Wandert die Petrochemie in Deutschland und Europa aufgrund dieser nachteiligen Randbedingungen ins nicht-EU-Ausland ab, so wirkt sich das auf die gesamte Branche und schlussendlich wie in Böhlen, auch auf das chemische Recycling aus. 

Wie lässt sich das verhindern?

Die Schaffung und Wahrung eines Level Playing Field ist eine essenzielle Voraussetzung für die Zukunftsfähigkeit des chemischen Recyclings. Der regulatorische Rahmen muss hinreichende Investitionssicherheit schaffen und den europäischen Markt gegen unfaire Wettbewerbspraktiken absichern. Zu nennen ist hier unter anderem der Import von staatlich subventionierten Rezyklaten aus China.   

Die Daten zeigen auch: Noch spielt das chemische Recycling in Deutschland mengenmäßig eine untergeordnete Rolle. Was ist zukünftig möglich – mit dem aktuellen Entwicklungstempo sowie wenn der Turbo eingelegt wird?

Neben den beschriebenen schwierigen Randbedingungen für Investitionen wird dem etablierten werkstofflichen Recycling regulatorisch ein Vorrang vor chemischen Recyclingverfahren eingeräumt. Im aktuellen Referentenentwurf des Verpackungsrechts-Durchführungsgesetz wird die Recyclingquote für Verpackungskunststoffe auf 75 Prozent im Jahr 2028 und auf 80 Prozent im Jahr 2030 angehoben. Der Anteil des chemischen Recyclings an der Erfüllung dieser Quoten wird jedoch auf fünf Prozent limitiert. 

Von einem Turbo kann daher nicht die Rede sein. Auch wenn es grundsätzlich erfreulich ist, dass chemische Recyclingverfahren damit rechtssicher in den Gesetzestext Eingang finden. Angesichts der sich abzeichnenden Rezyklatlücke in Deutschland und Europa wird sich aber zeigen müssen, ob die werkstofflichen Recyclingverfahren allein in der Lage sind, die Quotenvorgaben zu erfüllen.

Nehmen wir an, der Turbo wird doch noch gezündet. Welche Rolle wird das chemische Recycling für die Kreislaufwirtschaft zukünftig spielen?

Das chemische Recycling ist prädestiniert für die Gewinnung hochwertiger Rezyklate aus werkstofflich nicht recycelbaren Kunststoffen und Kunststoffmischfraktionen. Neben den Mischkunststoffen und Sortierresten aus dem Verpackungssektor kann es auch in vielen anderen Anwendungsbereichen wie Automotive, Medical, Electronics oder für das Recycling faserverstärkter Kunststoffe eingesetzt werden. 

Das hört sich nach einem Aber an.

Solange die Herstellung von Kunststoffrezyklaten teurer ist als fossil basierte Primärware, wird nicht nur das chemische Recycling, sondern jede Recyclingtechnologie auf regulatorische Rahmenbedingungen angewiesen sein, die die Marktnachfrage nach Rezyklaten und die damit verbundenen Investitionen absichern.

Vielen Dank für das Gespräch!