Angesichts des steigenden Verbraucherinteresses und der steigenden Nachfrage nach nachhaltigen Produkten und der weltweiten Vorschriften, die die Nachhaltigkeitsstandards erhöhen, steht der Übergang zur Kreislaufwirtschaft unmittelbar bevor. Um dies zu erreichen, muss die chemische Industrie jedoch Ansätze verfolgen, die der Nachhaltigkeit Priorität einräumen, wie beispielsweise die Abfallhierarchie.
Die Rolle der Abfallhierarchie
Um die Rolle der Abfallhierarchie zu verstehen, muss man zuerst die Kreislaufwirtschaft verstehen. Kreislaufwirtschaft bezieht sich auf ein wirtschaftliches Produktions- und Konsummodell, bei dem die Endstoffe wiederverwendet und so weit wie möglich wieder in den Kreislauf zurückgeführt werden. Letztlich wird Abfall auf ein Minimum beschränkt.
Die Abfallhierarchie ist eine Strategie zur Erreichung einer Kreislaufwirtschaft. Sie stellt sicher, dass Produkte von Anfang an so konzipiert werden, dass sie den Abfall insgesamt reduzieren. Darüber hinaus bereitet die Abfallhierarchie das Ende der Lebensdauer eines Produkts vor, sodass Materialien durch Wiederverwendung, Recycling und Verwertung wieder in den Kreislauf gelangen können.
Die Abfallhierarchie durchbrechen
Schritt 1: Reduzieren
Reduzieren ist der erste Schritt der Abfallhierarchie und die erste Gelegenheit, den Gesamtfußabdruck zu verringern. Dies wird erreicht, indem weniger Material und Energie verbraucht werden, um die Abfallmenge zu minimieren.
Reduzieren kann erreicht werden durch:
- Weniger Ausschuss erzeugen
- Neugestaltung eines Produkts, um nachhaltige Materialien zu verwenden (ohne Kompromisse bei der Qualität einzugehen)
- Ein Produkt so umgestalten, dass weniger Materialien benötigt werden (ohne die Funktionalität zu beeinträchtigen)
- Reduzierung des Energieverbrauchs bei der Herstellung
- Prozesse im Hinblick auf Effizienz optimieren
Planung zur Abfallreduzierung bedeutet zum Beispiel, das Endprodukt, bevor es überhaupt geformt wird. Wenn Sie in der Entwurfsphase an den gesamten Lebenszyklus (und die Zeit danach) denken, können Herausforderungen, die sich später ergeben, leicht überwunden werden.
Schritt 2: Wiederverwendung
Als Nächstes die Wiederverwendung. Bei der Wiederverwendung geht es darum, Produkte herzustellen, die eine längere Lebensdauer haben und vom gleichen Endverbraucher mehrmals verwendet (oder wiederverwendet) werden sollen.
Bei der Entwicklung (oder Neugestaltung eines Produkts) für die Wiederverwendung muss jeder Aspekt berücksichtigt werden, angefangen bei der Art und Weise, wie es auf dem Markt verwendet wird, bis hin zu den Rohstoffen, die am besten zugeschnitten werden können, um die Haltbarkeit für die jeweilige Anwendung zu erhöhen.
Oft beinhaltet der Designprozess eine Mischung aus Materialien; solche, die auf Langlebigkeit ausgelegt sind und Additive wie Antioxidantien, UV-Stabilisatoren, UV-Absorber und Polymere, die auf Wiederverwendbarkeit zugeschnitten sind.
Schritt 3: Recycling
Wenn man nicht in der Lage ist, die ersten beiden Schritte in der Abfallhierarchie zu erreichen, kommt Recycling ins Spiel.
Recycling ist der Vorgang, dem Material ein zweites Leben zu geben, damit es immer wieder verwendet werden kann. Und dieser Prozess findet nicht nur einmal statt. Indem Sie beispielsweise Additive hinzufügen, können Sie Materialien weiterhin und immer wieder recyceln. Es gibt zahlreiche Möglichkeiten, dies zu recyceln, aber es gibt derzeit zwei Hauptmethoden: mechanisches Recycling und chemisches Recycling.
Mechanisches Recycling
Beim mechanischen Recycling werden Kunststoffabfälle aus verschiedenen Quellen gesammelt, zusammengemahlen und dann gewaschen, geschmolzen und getrocknet, sodass ein neuer Rohstoff entsteht, der in einem neuen Prozess verwendet werden kann.
Derzeit ist dies der gängigste Ansatz in der modernen Werkstoffindustrie. In Europa beispielsweise macht mechanisches Recycling derzeit 99% aller Recyclingprozesse aus.
Mechanisches Recycling ist ideal, um große Mengen an Kunststoff zu recyceln. Warum? Denn obwohl sich die chemische Struktur der Materialien bei der Nachbearbeitung leicht verschlechtert, können sie mit Antioxidantien und anderen Zusätzen zur Qualitätssteigerung erneut verbessert werden.
Kunststoffe, die nicht mechanisch recycelt werden können, können eine wertvolle Ressource für das chemische Recycling sein.
Chemisches Recycling
Beim chemischen Recycling wird die chemische Struktur von Kunststoffabfällen verändert, um sie in kleinere Moleküle zu zerlegen, sodass sie für neue chemische Reaktionen verwendet werden können. Das bedeutet, dass es keine Begrenzung dafür gibt, wie oft diese Materialien recycelt werden können, und was noch wichtiger ist, es gibt keine Einschränkungen in Bezug auf die Art der Anwendung, in der diese Materialien am Ende ein zweites Leben haben. Dies ist besonders relevant für die Lebensmittel- und Medizinindustrie.
Beim chemischen Recycling wurden die Kunststoffabfälle für die chemische Verarbeitung sortiert. Die chemische Struktur von Abfällen wird dann umgewandelt und in kürzere Moleküle umgewandelt, die für völlig neue Reaktionen verwendet werden können.
Unternehmen auf der ganzen Welt beginnen, diese Methode anzuwenden, wobei Unternehmen wie Eastman an vorderster Front stehen.
Schritt 4: Energierückgewinnung
Energierückgewinnung setzt ein, wenn ein Material nicht recycelt werden kann Nachhaltigkeit. Dieser Prozess, der oft als Energierückgewinnung bezeichnet wird, ermöglicht es, die Materialien so zu zersetzen, dass nutzbare Energie entsteht.
Dieser Prozess findet in modernen Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWK-Anlagen) statt, in denen Kunststoffabfälle und andere hochkalorische Materialien zur Wärme- und Stromerzeugung verwendet werden. In solchen KWK-Anlagen werden zusätzlich Abgasbehandlungstechnologien eingesetzt, um die gasförmigen Emissionen zu reduzieren.
Schritt 5: Deponierung
Bei einer einfachen Mülldeponie wird der Abfall mit Erde bedeckt. Obwohl es sehr lange dauern kann, bis der Abfall abgebaut ist, werden bei diesem Prozess Methan und Kohlendioxid freigesetzt, die entnommen, gefiltert und für die Energieerzeugung verwendet werden können.
In der Abfallhierarchie sind Reduzierung, Wiederverwendung, Recycling und Rückgewinnung alles Schritte, um die Deponierung zu vermeiden; die Nutzung einer Mülldeponie ist das letzte Mittel.
Derzeit halten es 83% der Verbraucher für wichtig, dass Unternehmen Produkte entwickeln, die wiederverwendet oder recycelt werden können, damit sie niemals in eine Mülldeponie. Um der Verbrauchernachfrage gerecht zu werden, müssen die vorherigen Schritte der Abfallhierarchie berücksichtigt werden.
Die Ergebnisse der Abfallhierarchie
Bereits jetzt räumen CEOs der chemischen Industrie der Kreislaufwirtschaft Priorität ein, von denen 45% daran interessiert sind, alternative Materialquellen und -prozesse zu erforschen. Und die Vorteile für Unternehmen liegen auf der Hand.
Wenn Unternehmen die Abfallhierarchie umsetzen, haben sie das Potenzial, in allen Bereichen, von den verwendeten Materialien bis hin zum Energieverbrauch, Geld einzusparen. Eine McKinsey-Studie ergab, dass Konzepte der Kreislaufwirtschaft allein in Europa zu Kosteneinsparungen von 600 Milliarden Euro pro Jahr führen könnten.
Darüber hinaus können Unternehmen aller Branchen mit den Strategien zur Reduzierung, Wiederverwendung, Wiederverwertung und Verwertung ihre CO2-Emissionen senken. Unternehmen auf der ganzen Welt verpflichten sich, in den kommenden Jahren klimaneutral zu werden, wie Apple, Amazon und Coca-Cola, und die Strategien der Abfallhierarchie werden dabei eine entscheidende Rolle spielen.