Kann durch „fortgeschrittenes“ Recycling der Abfall reduziert werden, während sich die Plastikmengen immer weiter anhäufen?

May 14, 2023

Plastikmüll in einer Entsorgungsanlage in Tokio. Der Yomiuri Shimbun über AP Images

Befürworter eines Prozesses namens Pyrolyse – darunter Öl- und Gasunternehmen – behaupten, dass dadurch Post-Consumer-Kunststoffe von Mülldeponien ferngehalten und die Umweltverschmutzung verringert werden. Kritiker sagen jedoch, dass durch die Umwandlung von Abfällen in Erdölrohstoffe die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen nur aufrechterhalten wird.

Von Judith Lewis Mernit • 1. Juni 2023

Bob Powell war mehr als ein Jahrzehnt in der Energiebranche tätig, als er sich dem Problem des Plastikmülls zuwandte. „Die Umwelt liegt mir sehr am Herzen“, sagt er. Für ihn steht die zunehmende Geißel des verantwortungslos weggeworfenen Plastiks ganz oben auf der Liste der Umweltprobleme, „direkt hinter der globalen Erwärmung und der Dürre“. Im Jahr 2014 fand er, was er für eine Lösung hält: eine Reihe von Technologien, die mithilfe von Chemikalien und Hitze Kunststoff in Öl umwandeln, um mehr Kunststoff herzustellen.

In den darauffolgenden Jahren gründete Powell ein Unternehmen zur „Kunststofferneuerung“, Brightmark, Inc., dessen erste Anlage, die sich derzeit in der Startphase befindet, in ihrem Circularity Center in Ashley, Indiana, 2.000 Tonnen Kunststoffabfälle verarbeitet hat. Mithilfe einer „fortgeschrittenen Kunststoffrecycling“-Technik namens Pyrolyse werden an das Brightmark-Werk gelieferte Post-Consumer-Kunststoffe in einer sauerstoffarmen Umgebung intensiver Hitze ausgesetzt, bis ihre Moleküle auseinanderbrechen und eine Art Öl entstehen, das dem Erdölrohstoff von Kunststoffen ähnelt einige Abfallnebenprodukte. Im Idealfall, sagt Powell, wird Brightmark das Öl verkaufen, um neuen Kunststoff herzustellen und so eine echte Kreislaufwirtschaft in der Fertigungslieferkette fördern.

Auf der ganzen Welt entwerfen Unternehmen Pläne für Pyrolyseanlagen, die eine Linderung des erdrückenden Problems der Plastikverschmutzung versprechen. Kleine Startups und Demonstrationsprojekte schließen sich mit größeren Unternehmen zusammen, darunter Erdöl- und Chemiegiganten. Chevron Phillips erhielt kürzlich ein Patent für sein proprietäres Pyrolyseverfahren, und ExxonMobil gab im März bekannt, dass es die Eröffnung von Pyrolyseanlagen in Baton Rouge, Louisiana, erwägt; Beaumont, Texas; und Joliet, Illinois. ExxonMobil betreibt bereits eine Pyrolyseanlage in Baytown, Texas, die nach Angaben des Unternehmens bis 2026 jährlich 500.000 Tonnen Plastikmüll recyceln wird.

Laut einem Bericht von Research and Markets, einem Branchenanalyseunternehmen, wird der weltweite Markt für fortschrittliche Recyclingtechnologien bis 2031 voraussichtlich 9 Milliarden US-Dollar überschreiten, gegenüber 270 Millionen US-Dollar im Jahr 2022. Das ist eine Steigerung um 32 Prozent in jedem dieser neun Jahre.

Befürworter der Pyrolyse sagen, dass dadurch Plastik von Mülldeponien, Verbrennungsanlagen und Wasserstraßen ferngehalten wird, dass es Meereslebewesen nicht erstickt und verhindert, dass seine giftigen Bestandteile in den Boden gelangen und Wasser und Luft verunreinigen. Der American Chemistry Council sagt, dass „fortschrittliches Recycling die Treibhausgasemissionen im Vergleich zur energetischen Verbrennung von Kunststofffolien aus neuen Ressourcen um 43 Prozent reduziert.“

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Die Technologie kann Kunststoffe verarbeiten, die nicht mechanisch geschmolzen und umgeformt werden können – solche, die mit den Nummern drei bis sieben versehen sind, darunter bestimmte Kunststofffolien, Saftbeutel und Mitnahmeboxen aus Polystyrolschaum. Das Pyrolysegefäß selbst stößt nichts aus – es gibt keinen Sauerstoff, also keine Verbrennung – obwohl beim Erhitzen mit fossilen Brennstoffen die üblichen Treibhausgase und andere Schadstoffe freigesetzt werden.

Gegner argumentieren jedoch, dass die Pyrolyse-Anwender nicht ganz ehrlich sind, was die Ergebnisse ihrer Herstellung angeht. „Es besteht ein echter Mangel an Transparenz darüber, wie viel Plastik sie recyceln“ und wofür ihr Endprodukt – Pyrolyseöl – tatsächlich verwendet wird, sagt Veena Singla, leitende Wissenschaftlerin beim Natural Resources Defense Council.

Exxons moderne Recyclinganlage in Baytown, Texas. Geschäftsdraht

Einige Unternehmen, wie beispielsweise LG Chem in Südkorea, haben nachweisbare Pläne, Kunststoffartikel zu nützlichen Gebrauchsgütern zu verarbeiten. Das Unternehmen hat sich mit dem Entsorgungsunternehmen für Meeresabfälle NETSPA zusammengetan, um Fischernetze und Bojen in eine Substanz namens „Aerogel“ umzuwandeln, eine superleichte Isolierung; Die Pyrolyseanlage soll bis 2024 in der Nähe von Seoul in Betrieb gehen.

Laut Singla besteht die Pyrolyse jedoch hauptsächlich darin, Öl herzustellen, das raffiniert und dann als Kraftstoff verkauft wird. Eine Analyse der Minderoo Foundation, einer in Australien ansässigen philanthropischen Organisation mit Schwerpunkt auf der Umwelt, ergab, dass von den rund 2 Millionen Tonnen fortschrittlicher Recyclingkapazität, die in den nächsten fünf Jahren in Betrieb genommen werden sollen, weniger als eine halbe Million Tonnen dieses Materials verfügbar sein werden tatsächlich wieder zu Plastikwaren recycelt werden. Der Rest der Produktion ist für den Antrieb von Flugzeugen, Lastwagen und anderen schweren Transportmitteln bestimmt.

Abhängig von der Art des Kunststoffs, der in ein Pyrolysegefäß gelangt, und vom aktuellen Ölpreis kann die Umwandlung von Kunststoffen in Kraftstoff rentabel sein. Was es nicht ist, sagt Singla, ist Recycling. „Der Vorteil des Recyclings liegt darin, dass Materialien in den Produktionskreislauf zurückgeführt werden, was den Bedarf an neuen Ressourcen verringert.“ Das ist es, was das traditionelle, mechanische Recycling von einfachen Kunststoffen aus Polyethylenterephthalat (PETE) und hochdichtem Polyethylen (HDPE) bewirkt. Die Herstellung von Kunststoffwaren mit Recyclinganteil verursacht 30 bis 40 Prozent weniger Treibhausgasemissionen als die Herstellung von Kunststoffen aus neuen Ressourcen. „Wenn man nun Plastik nimmt und es als Brennstoff verbrennt“, sagt Singla, „fließt es nicht in die Plastikproduktion zurück. Um also weiterhin [neues] Plastik herzustellen, muss man weiterhin fossile Brennstoffe fördern.“

Powell sagt, sein Ziel sei eine 100-prozentige Kreislaufwirtschaft, von Kunststoff zu Kunststoff, „und wir werden dieses Ziel unermüdlich verfolgen.“ Doch während der Markt reifer wird und die Preise für recyceltes Plastik sinken, räumt er ein, dass als „Zwischenschritt“ etwas Pyrolyseöl als Kraftstoff verkauft werden könnte. „In einigen Schwellenländern gibt es möglicherweise keine praktikable Möglichkeit, die Flüssigkeiten als Rohstoff für die Herstellung von Kunststoffen zu verwenden“, sagt er. Beispielsweise sind sie möglicherweise zu weit von den Produktionsanlagen entfernt, als dass die Kunststoffherstellung sinnvoll wäre. Aber Powell besteht darauf, dass selbst dieses Ergebnis besser ist, als die 90 Prozent des Post-Consumer-Kunststoffs, der nicht recycelt wird, in der Umwelt anzusammeln. „Ich bin mir sicher, dass Sie die Videos von Orten gesehen haben, an denen nur Flüsse voller Plastik fließen. Wenn wir diese Plastik herausholen und in Treibstoff umwandeln würden, wäre das ein besseres Ergebnis für die Umwelt?“

„Ja, das ist es“, antwortet er sich. „Du solltest es besser glauben.“

Die Umwandlung von Kunststoff in Kraftstoff würde offensichtlich dazu beitragen, die erdölbasierte Polymerindustrie am Leben zu erhalten: Für einige Beobachter ist das der Sinn des fortschrittlichen chemischen Recyclings. „Die fossile Gasindustrie versucht, Kunststoffe zu nutzen, um ihre Produktion auszuweiten, auch wenn sie enorm zum Klimachaos beitragen“, sagt Senator Jeff Merkley aus Oregon, einer von 47 US-Senatoren, allesamt Demokraten, die einen Einspruchsbrief unterzeichnet haben zum Vorschlag der EPA aus dem Jahr 2021, die Pyrolyse und Vergasung als Herstellung statt als Verbrennung zu regeln, die strenger reguliert ist. Merkley hat auch die Aufnahme von Kraftstoff auf Kunststoffbasis durch die EPA als „abfallbasierten“ Kraftstoff im Rahmen des Renewable Fuel Standard in Frage gestellt, einem Bundesprogramm, das vorschreibt, dass in den USA verkaufter Transportkraftstoff einen unterschiedlichen Prozentsatz erneuerbarer Kraftstoffe enthalten muss, um die Treibhausgasemissionen zu reduzieren .

Das Schicksal des von 1950 bis 2015 weltweit produzierten Kunststoffs in Millionen Tonnen. Unsere Welt in Daten / angepasst von Yale Environment 360

Kraftstoff aus Kunststoff erfüllt nicht die grundlegenden Kriterien für Biokraftstoffe oder erneuerbare Kraftstoffe, sagt Taylor Uekert, Forscher am National Renewable Energy Laboratory (NREL) in Golden, Colorado und Hauptautor einer Studie über Kunststoffrecyclingmethoden. „Kunststoff ist kein unendlich erneuerbarer Rohstoff“, sagt Uekert. Auch plastikbasierter Treibstoff ist kein Gewinn für das Klima. „Wenn man Plastik wieder in Öl für Kraftstoff umwandelt“, sagt sie, „muss man dies mit den Umweltauswirkungen vergleichen, die die Herstellung dieses Kraftstoffs aus fossilen Quellen mit sich bringt.“

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NREL-Forscher haben damit begonnen, Daten aus Patentanmeldungen zu sammeln, die die Energie vergleichen, die zur Herstellung von Pyrolyseöl benötigt wird, mit der Energie, die durch die Verbrennung dieses Öls erzeugt werden kann. Bisher deuten die Daten darauf hin, dass die Herstellung von Pyrolyseöl aus Altplastik, einschließlich der Energie, die zum Überhitzen des Behälters erforderlich ist, für das Klima schlechter ist als die Gewinnung von neuem Rohöl aus dem Boden.

„Im Allgemeinen entstehen bei der Pyrolyse höhere Treibhausgasemissionen als bei herkömmlichen Bohrungen“, sagt Uekert. Und Sie können sich nicht einfach umdrehen und reines Pyrolyseöl in Ihren Benzintank füllen. Es muss verfeinert werden. Bei diesem Raffinierungsprozess kommt es zu den schwerwiegendsten Folgen der Umwandlung von Kunststoff in Treibstoff, da die Menschen, die in der Nähe von Raffinerien leben – die meisten von ihnen sind Schwarze, Braune oder Geringverdienende – mit einer weiteren Reihe toxischer Emissionen belastet sind.

Die Berichterstattung in ProPublica enthüllte Daten der US-Umweltschutzbehörde, die zeigten, dass die langfristige Exposition gegenüber Emissionen im Zusammenhang mit der Herstellung von Kerosin aus plastikbasiertem Öl ein Krebsrisiko von einem Viertel aller Menschen im Leben birgt. „Diese Art von Risiko ist obszön“, sagte Linda Birnbaum, ehemalige Leiterin des National Institute of Environmental Health Sciences, gegenüber ProPublica. Dennoch hat die EPA die Produktion dieser „neuen Chemikalie“ in einer Chevron-Raffinerie in Pascagoula, Mississippi, genehmigt, ohne den Namen der proprietären Substanz preiszugeben.

Die Chevron-Raffinerie ist nicht die einzige Anlage, die Pyrolyseöl in Transportkraftstoffe umwandelt, bemerkt Katherine O'Brien, leitende Anwältin beim Toxic Exposure and Health Program der Umweltrechtskanzlei Earthjustice. „Uns sind weitere Anlagen in anderen Teilen des Landes bekannt, die ebenfalls angegeben haben, dass sie Kraftstoffprodukte aus Pyrolyseölen raffinieren oder herstellen“, sagt sie. Aber es sei schwierig, das Ausmaß des Problems zu verstehen oder auch nur, welche bestimmten Gemeinschaften gefährdet seien, „aufgrund der tiefgreifenden Intransparenz seitens der EPA im Verfahren zur Genehmigung dieser neuen Chemikalien“. Earthjustice vertritt derzeit eine Bürgergruppe aus Mississippi, die die EPA verklagt, weil diese die kunststoffbasierte Kraftstoffproduktion der Chevron-Raffinerie gemäß dem Toxic Substances Control Act genehmigt hat. O'Brien sagt: „Wir beabsichtigen, die mangelnde Transparenz der EPA in diesem Fall als Rechtsverstoß anzufechten.“

Plastikmüll im Ballona Creek in Culver City, Kalifornien. Citizen of the Planet / UIG über Getty Images

Alexis Goldsmith, Organisatorin der gemeinnützigen Organisation Beyond Plastics, sagt, dass Pyrolyse und ihre Analoga, die sie als „falsches Recycling“ bezeichnet, einen weiteren Nachteil haben: „Sie nehmen den politischen Willen zur Abfallreduzierung“, sagt sie, und halten möglicherweise Gesetzgeber davon ab, Plastik zu verabschieden Tütenverbote und andere Gesetze, die die Menge des im Umlauf befindlichen Plastiks verringern könnten. Stattdessen begrüßen einige Landesregierungen die Pyrolyse und Vergasung von Kunststoffen als Lösung für Kunststoffabfälle, wodurch die Notwendigkeit entfällt, den Polymerverbrauch im Verbraucher- und Unternehmenssektor zu reduzieren. Seit April dieses Jahres haben 24 Bundesstaaten, darunter Indiana, wo sich das Circularity Center von Brightmark befindet, Gesetze erlassen, die Pyrolyse und Vergasung als Herstellung statt als Verbrennung oder als Entsorgung fester Abfälle klassifizieren und damit den Weg für den Betrieb der Anlagen unter strengeren Vorschriften und manchmal mit der Regierung frei machen Anreize für die Schaffung von Arbeitsplätzen.

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Goldsmith hält das für eine völlig falsche Idee. „Wir können uns durch Recycling nicht aus der Plastikmüllkrise befreien“, sagt sie, weder auf mechanischem noch auf chemischem Wege. „Wir müssen von den weltweit größten Plastikverschmutzern verlangen, dass sie die Menge an Plastik reduzieren, die sie überhaupt auf den Markt pumpen.“

Was also tun mit den Hunderten Millionen Tonnen Polymeren, die bereits in der Umwelt, im Verbrauchersektor und im Abfallstrom zirkulieren? „Halten Sie es ein“, sagt sie, „genau wie wir es mit Atommüll tun. Es ist besser, es auf einer Mülldeponie einzudämmen, als es zu verbrennen.“

Korrektur, 5. Juni 2023: In einer früheren Version dieser Geschichte wurde fälschlicherweise ein leitender Anwalt mit Earthjustice identifiziert. Sie ist Katherine O'Brien, nicht Kathleen O'Brien.

Judith Lewis Mernit schreibt über Energie, Umwelt und soziale Gerechtigkeit aus Los Angeles, Kalifornien. Ihre Arbeiten wurden in High Country News, The Atlantic, Sierra und Audubon veröffentlicht. Finden Sie sie auf Twitter als @judlew. Mehr über Judith Lewis Mernit →

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