3 Entwicklung einer Methode zur Ermittlung der „Praxis der Sortierung und Verwertung“ und
3.4 Beschreibung der Praxis der SuV, Modellierung und Kategorisierung der Prozessketten
3.4.4 MPO-Verwertung
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Tabelle 8: Relevanz von Unverträglichkeiten nach Einstufung der PP-Recycler Beschreibung der
Unverträglichkeiten
Problem unbekannt
Problem bekannt, aber aufgrund geringer
Mengenrelevanz bedeutungslos
Problem bekannt, technisch
kein Problem keine Angabe Weitgehend gelöst nicht gelöst
nicht trennbare
Silikonkomponenten 1/7 1/7 5/7
Komponenten geschäumter nicht
thermoplastischer Elastomere 3/7 1/7 3/7
nicht wasserlösliche Klebstoffapplikationen in Kombination mit nassfesten Papieretiketten
1/7 2/7 4/7
PA-Barriereschichten 2/7 1/7 1/7 3/7
PE-X-Komponenten 2/7 3/7 2/7
PVDC-Barriereschichten 3/7 2/7 2/7
Nicht-PO-Kunststoffe der Dichte
< 1 g/cm³ 3/7 3/7 2/7
Zusätzliche Angaben
keine Angabe 5/7
Papierbanderolen 1/7
Mangelnde Restentleerbarkeit 1/7
trennbare Elastomere und Silikone 1/7
hoher Folienanteil (PE/PP) 1/7
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vorangereicherten Sortierfraktionen, Rezyklate bzw. Regenerate aus der Mischung der
Polyolefine mit definierten Verarbeitungsmerkmalen überwiegend für Spritzgussanwendungen herzustellen. Darstellungsart und notwendige Detaillierungstiefe einer Prozessbeschreibung konnten für die Verfahren zur MPO-Verwertung durch die zu Beginn von Kapitel 3.4
beschriebene Methode eines „Rückwärts“- Abgleiches mit den einschlägigen D4R-Richtlinien und Bewertungskatalogen ermittelt werden. Grundsätzlich sind die für PE- und PP-Kunststoffe durchgeführten Abgleiche anzuwenden. Die Auswertung hierzu findet sich im Anhang (A.2 und A.3).
Die nachfolgende, vereinfachte Verfahrensbeschreibung berücksichtigt alle hiernach
determinierenden Prozessschritte des eigentlichen Verwertungsprozesses. Die Kategorisierung der operativ tätigen Anlagen in der dargestellten schematischen Form basiert auf eigenen unveröffentlichten Planungsunterlagen sowie auf Informationen aus Anlagenzertifizierungen.
In der gewählten Abstraktionsebene lassen sich die realisierten Anlagenkonfigurationen in einer einzigen Variante abbilden.
Abbildung 18 zeigt das Grundverfahren in schematischer Darstellung.
Abbildung 18: Vereinfachtes Verfahrensschema der MPO-Verwertung
Quelle: eigene Darstellung HTP GmbH & Co. KG
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Die von den Sortieranlagen bereitgestellten Qualitäten der Sortierfraktion MPO werden
standardmäßig als Großballen angeliefert und eingelagert. Die eigentliche Verarbeitung beginnt mit der Vorzerkleinerung der Großballen mit nachgeschalteter Magnetscheidung zur
Abtrennung des Bindedrahtes. Je nach MQualität (bezüglich der Zusammensetzung nach PO-Polymertypen) und gewünschter Regranulateigenschaft insbesondere hinsichtlich Viskosität werden typenreinere Fraktionen wie z. B. PP (Fraktionsnr. 324) in Menüfahrweise (d. h.
Mischung der verschiedenen Inputqualitäten bei der Materialaufgabe) mitverarbeitet. Im Standardverfahrensablauf erfolgt nachgeschaltet die Feinzerkleinerung mittels Schneidmühlen ggf. nach vorheriger Windsichtung zum Verschleißschutz der Zerkleinerungswerkzeuge. Ziel der Zerkleinerung ist die Erzeugung eines Mahlgutes ca. < 10 mm als Voraussetzung für die
Funktionsfähigkeit der nachfolgenden Trenn- und Transportprozesse. Der sich anschließende Waschprozess ist als Kaltwäsche ausgeführt und erfolgt ohne Zugabe von Tensiden. Die
Abtrennung nicht-polyolefinischer Kunststoffpartikel erfolgt mittels Schwimm-Sink-Sortierung (gravimetrischer Sortierung) bei einer Trenndichte von 1 g/cm³. Das Verfahrensprinzip der Dichtetrennung kann in unterschiedlichen Maschinentypen bzw. Sortieraggregaten umgesetzt sein (überwiegend Sortierzentrifugen). Nicht-polyolefinische Kunststoffpartikel gelangen in das Sinkgut und werden als „Reject“ bzw. Ersatzbrennstoff ausgeschleust. Das im Schwimmgut angereicherte Polyolefingemisch wird entwässert, getrocknet und abschließend mittels
Extruder umgeschmolzen. Nach der Extrusion mit Schmelzefiltration und ggf. Homogenisierung des erzeugten Regranulates erfolgt die Bereitstellung der Verkaufseinheiten in Big Bags,
Oktabins oder Silos. Wie zu Anfang des Kapitels erwähnt, werden durch gezielte Menüfahrweise unterschiedliche PO-Blends produziert, deren Anwendungsbereiche im Wesentlichen im
Spritzguss als Neuwaresubstitut für PP liegen.
Innovationen zur weiteren Veredlung und Erweiterung der Anwendungsbereiche für die erzeugten Regranulate sind auf Basis der Vorauswertungen nicht evident. So stellen insbesondere Löseverfahren, Heißwäsche, Farbsortierung etc. derzeit in der Praxis keine Optionen dar. Nicht, weil sie technisch nicht darstellbar wären. Unter betriebswirtschaftlichen Aspekten ist aber zu realisieren, dass hierdurch bei der aktuellen Beschaffenheit des Rohstoffs keine grundsätzlich anderen Anwendungsoptionen für das Regranulat erschlossen werden können. Die Abfrage ist aber so zu strukturieren, dass auch Abweichungen von oben beschriebener Grundkonfiguration darin kenntlich gemacht werden können.
Bei der Entwicklung des Erhebungsbogens wurde so vorgegangen, dass die signifikanten Prozessoperationen durch die Abfrage des Verfahrensablaufes im Fragebogen vorausgesetzt wurden und nur zu bestätigen sind. Lediglich von den Standardverfahren bzw. Hypothesen abweichende Prozessschritte sind vom Grundsatz her zu erläutern.
Nach den Vorauswertungen sind die prozesscharakterisierenden Grundoperationen, bei denen in der Praxis Unterschiede auftreten können und die jeweils für eine Abfrage (auch zukünftig) einstufungsrelevant sind:
► Wäsche mit dem Attribut „Temperatur“
► Schwimm-Sink-Trennung mit Trenndichte von 1 g/cm³
► Trocknung
► Extrusion mit Schmelzefiltration
► Zusätzliche Aufschluss-, Trenn- oder Veredlungsschritte.
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Ermittlung der Praxis der SuV für MPO auf Grundlage der durchgeführten Befragung
Der an alle den Verfassern bekannten MPO-Verwerter, die aktuell oder zuvor Mengen aus der Sammlung der dualen Systeme verarbeiteten, (einschlägige Letztempfänger der MPO-Fraktion) versandte Erhebungsbogen ist als B.4 im Anhang beigefügt. Die hierin enthaltene Frage nach Art und Anwendung der erzeugten Rezyklate ist für MPO-Empfänger als obligatorisch anzusehen, da anders als bei PE- und PP-Recyclern nicht a priori unterstellt werden kann, dass sich die Anlage als Referenz für eine hochwertige werkstoffliche Verwertung im Sinne der vorgenommenen Abgrenzung eignet.
Für zukünftige Abfragen wird die in Anlage B.4B.5 dokumentierte ursprüngliche Fassung geringfügig modifiziert (einige Fragen wurden aufgrund zu unspezifischer Antworten weitergehend präzisiert). Der überarbeitete Erhebungsbogen ist in Anlage C.5 angefügt.
Rücklauf der Befragung:
Es wurden 9 MPO-Verwerter angeschrieben. Mit 5 zurückgesandten und vollständig
ausgefüllten Erhebungsformularen wurde eine befriedigende Rücklaufquote erzielt. Aus den Rückläufen ergeben sich zunächst keine Abweichungen gegenüber der Variante in Abbildung 17.
Alle Rückläufe lassen sich der Variante V0 zuordnen.
Zum Redaktionsschluss (31.12.2019) nicht durch rückgesandte Erhebungsbögen validierte Einstufungen sowie neu hinzugekommene oder den Verfassern unbekannte Anlagen, sind vom UBA bzw. der ZSVR in der Liste im Anhang D.5 (nicht öffentlich) für zukünftige Erhebungen zu prüfen bzw. zu komplettieren. Basis hierfür sind dann die nach Mengenstromnachweisen 2019 belieferten Anlagen.
Die Erhebung ist mit etwa 67 % Rücklaufquote nicht als repräsentativ zu bewerten, so dass vom Grundsatz her keine ausreichende Zahlenbasis für eine vorläufige Hochrechnung bezüglich einer eventuellen Variantenaufteilung besteht. Da aber keine grundsätzliche Varianz zwischen den Verfahren der MPO-Verwertung bekannt ist, kann dennoch eine vorläufige valide Abschätzung der Praxis der SuV analog Abbildung 18 vorgenommen werden.
Die Antworten der einzelnen Anlagen werden aus wettbewerbsrechtlichen Gründen und zum Schutz von Betriebs- und Geschäftsgeheimnissen nicht veröffentlicht, liegen dem
Umweltbundesamt aber vor.
Erkenntnisse aus der Befragung:
Die Auswertung entsprechend der Aufgabenstellung, wurde geschlossen über Sortierung und Verwertung anhand einer sog. Pfadbeschreibung vorgenommen, die alle festgestellten
Recyclingpfade (Prozessvarianten) abbildet und im vorliegenden Fall die Referenz für die Beurteilung der Recyclingfähigkeit insbesondere für flexible, kleinformatige Verpackungen aus PE und PP bildet. Für formstabile Kunststoffverpackungen und großformatige, flexible PE-Verpackungen ist die MPO-Verwertung eine redundante Verfahrensoption, die schon in ausreichender Weise in den vorangegangenen Pfadbeschreibungen berücksichtigt ist, weshalb im Folgenden nur die Praxis der SuV für flexible PO-Verpackungen behandelt wird.
Nach vorläufigem Kenntnisstand lässt sich die Praxis der SuV für flexible (und formstabile) PE- und PP-Verpackungen, die über die MPO-Fraktion einer Verwertung zugeführt werden, wie in Abbildung 19 veranschaulicht darstellen.
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Abbildung 19: Pfadbeschreibung für die Verwertung von formstabilen und flexiblen PO-Verpackungen (Flaschen, Schalen, Becher, Folien, Pouches etc. aus PE oder PP)
Quelle: eigene Darstellung HTP GmbH & Co. KG
Nach dieser vereinfachten vorläufigen Auswertung beträgt der Anwendungsgrad hochwertiger Referenzprozesse für MPO (flexibel) in Summe 26,3 %. Die Verteilung auf die zwei
sortiertechnisch bedingten Prozessvarianten ist Abbildung 20 zu entnehmen. Die Variante P00, bei der die Verwertung weitgehend unabhängig vom Verpackungsformat ist, und somit auch kleinformatige flexible Kunststoffverpackungen wie z. B. Bonbonwickler hochwertiger
werkstofflicher Verwertung zuzuführen sind, wird als ‚Stand der Technik‘-Variante angesehen.
Die exakte Quantifizierung der Anteile der flexiblen MPO-Verpackungen, die heute schon über einen hochwertigen werkstofflichen Recyclingprozess geführt werden, bedarf unbedingt einer Auswertung des Anlagen-Anlagen-Bezuges anhand der Daten aus den Mengenstromnachweisen.
Dies war im Vorhaben mangels Zugang zu den Mengenstromdaten nicht möglich, kann jedoch durch das UBA bzw. die ZSVR erfolgen.
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Abbildung 20: Praxis der SuV für 2019 für flexible Verpackungen aus MPO – vorläufige Prognose
Quelle: eigene Darstellung HTP GmbH & Co. KG
Die Gelegenheit, die Praxis der SuV über eine Totalerhebung zu erfassen, wurde genutzt, um auch spezifische Probleme des Recyclings, sofern diese gestaltungsbedingte Ursachen haben, im Einzelnen in Erfahrung zu bringen. Vorlage für den Erhebungsbogen lieferte die
Zusammenstellung der Unverträglichkeiten nach Anhang 3 des Mindeststandards. Die Betreiber von Recyclinganlagen wurden um Einschätzung bezüglich der Relevanz dieser
Unverträglichkeiten gebeten. Im Weiteren Bestand die Möglichkeit, spezifische Probleme, die bisher nicht im Mindeststandard abgebildet sind, zu ergänzen.
Die Auswertung zeigt Tabelle 9. Diese umfasst nur Angaben der 3 Recycler, bei denen MPO die maßgebliche Rohstoffquelle bildet. Zusammenfassend ist festzustellen, dass die Recycler die Einstufungen gewisser Ausführungen als recyclingunverträglich analog Anhang 3 des Mindeststandards weitestgehend teilen. Die zusätzliche Angabe zu nicht trennbaren
Verbundmaterialien, die ohne weitere Spezifizierung gemacht wurde, lässt sich ohne gezielte Nachrecherche nicht als Unverträglichkeit einstufen.
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Tabelle 9: Relevanz von Unverträglichkeiten nach Einstufung der MPO-Recycler Beschreibung der
Unverträglichkeiten
Problem unbekannt
Problem bekannt, aber aufgrund geringer
Mengenrelevanz bedeutungslos
Problem bekannt, technisch
kein Problem keine Angabe
weitgehend gelöst nicht gelöst
nicht trennbare Silikonkomponenten 3/3
geschäumte nicht thermoplastische
Elastomere mit der Dichte < 1 g/cm³ 3/3
geschäumte nicht polyolefinische
Komponenten 3/3
PA-Barriereschichten 1/3 2/3
Zusätzliche Angaben
keine Angabe 2/3
nicht trennbare Verbundmaterialien 1/3