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Maximal effizient: Warum das Verbrennen von Plastik besser ist als Recycling

Das Recycling von Plastik ist aktiver Umwelt- und Klimaschutz, so die landläufige Meinung. Doch wenn man genauer hinsieht, ist dem nicht so. Eine Analyse.

Zwei Techniker bedienen in der Müllverbrennungsanlage in Lauta einen Kran.
Zwei Techniker bedienen in der Müllverbrennungsanlage in Lauta einen Kran.Rainer Weisflog/Imago

Dies ist ein Open-Source-Beitrag. Die Berliner Zeitung und die Ostdeutsche Allgemeine geben allen Interessierten die Möglichkeit, Texte mit inhaltlicher Relevanz und professionellen Qualitätsstandards anzubieten.


Ist Mülltrennung noch sinnvoll? Oder ist die Müllverbrennung die bessere Alternative? Die Recyclingwirtschaft steckt seit Jahren in einer schweren Krise. Die Wiederverwertung von Plastik und Mülltrennung lohnen sich nicht, weil Neuplastik einfach zu billig ist. Recycler gehen reihenweise in die Insolvenz. Die Berliner Zeitung hatte hierüber berichtet. Denn der Lebensweg des Kunststoffs ist komplex.

Kunststoffe oder Plastik, manchmal noch Plaste genannt, sind aus unserem Leben nicht mehr wegzudenken. Sie werden in Millionen Tonnen produziert, genutzt und eben auch wieder weggeschmissen. Dieser dabei entstehende Kunststoffabfall begleitet uns jeden Tag und ist – global gesehen – eines der sichtbarsten Zeichen menschlicher Gesellschaften.

Entsprechend zwangsläufig stellt sich dann die Frage, was mit diesen Millionen Tonnen Müll geschehen soll. Das aktuell politisch favorisierte Verfahren ist die Wiederverwertung. Verlockend ist die Vorstellung, Kunststoffe permanent im Kreislauf nutzen zu können.

Was gibt es eigentlich für Kunststoffe?

Es gibt Massenkunststoffe wie Verpackungsmaterialien und Spezialkunststoffe, etwa medizinische Schläuche. Für die Müllproblematik sind die Massenkunststoffe maßgebend. Hinsichtlich ihrer Eigenschaften werden Kunststoffe in Thermoplaste, Duroplaste (z.B. Gehäuse) und Elastomere (Gummi) unterteilt. In der Vorstellung der meisten Menschen steht Kunststoff für Thermoplast, also dem Kunststoff, der über Erwärmung aufgeschmolzen werden kann, wobei aus der entstehenden Schmelze über Formgebung und Abkühlung das Produkt entsteht.

Der Kunststoff, aus dem PET-Flaschen hergestellt werden, macht nur einen kleinen Anteil aller Plastiksorten aus.
Der Kunststoff, aus dem PET-Flaschen hergestellt werden, macht nur einen kleinen Anteil aller Plastiksorten aus.Winfried Rothermel/Imago

Das gilt aber nur für Thermoplaste, nicht für Duroplaste und auch nicht für Gummi, und damit für etwa 15 Prozent der Kunststoffe. Bezüglich der chemischen Struktur sind die hauptsächlichen Kunststoffe Polyolefine (Polyethylen PE, Polypropylen PP, 50 Prozent), Polvinylchlorid (PVC, 10 Prozent), Polystyrol (PS, 8 Prozent), Polyethylenterephthalat (PET, 7 Prozent) und Polyurethan (PU bzw. PUR, 7 Prozent). Die restlichen Prozente verteilen sich auf viele Kunststoffarten. Es wird deutlich, dass die allseits bekannten PET-Flaschen mengenmäßig nur von untergeordneter Bedeutung sind.

Nur Erdöl ist relevant

Kunststoffe werden aus fossilen Rohstoffen hergestellt, praktisch relevant ist nur Erdöl. Es ist aber auch aus Kohle oder Erdgas möglich, sogar aus landwirtschaftlich hergestelltem Zucker. Allerdings steht dort die Frage des Flächenverbrauchs landwirtschaftlicher Nutzfläche. Wer Industrieprodukte aus landwirtschaftlich hergestellten Rohstoffen herstellen will, muss sich immer die Frage stellen, was passiert, wenn nur so produziert werden würde.

Für Erdöl gilt: Etwa 90 Prozent werden für Mobilität verbrannt, etwa fünf Prozent gehen in die Industrie und etwa fünf Prozent werden zu Kunststoffen. Da Kunststoffe aus Erdöl hergestellt werden, haben sie auch einen hohen Energiegehalt. Dieser liegt je nach Kunststoff zwischen 50 und 90 Prozent von Kraftstoffen und damit deutlich oberhalb von natürlichen Energieträgern wie z.B. Holz. Kunststoffe sind Produkte mit hoher Energiedichte.

Die Lebensdauer verändert Plastik erheblich

Kunststoffe bestehen hauptsächlich aus Polymerketten und sind organisches Material, so wie wir Menschen auch. Sie altern. Man kann sich diese Polymerketten wie Menschenketten mit tausenden Teilnehmern vorstellen. Zu beachten ist weiterhin, dass viele Kunststoffe wie z.B. Verpackungen nicht aus einem Material bestehen, sondern anwendungsoptimierte Mehrschichtmaterialien sind. Aber für alle gilt: Während der Nutzung werden die Polymerketten durch Wärme, UV-Licht oder andere Substanzen gestresst. Deshalb gehen sie kaputt und es entstehen kürzere Ketten.

Weiterhin entstehen niedermolekulare Abbauprodukte und es werden Substanzen aufgenommen (Duftstoffe, Weichmacher oder Bestandteile von Lebensmitteln). Nach der Verwendung ist der Kunststoff oft merklich gealtert und entspricht in seinem Eigenschaftsprofil nicht mehr dem Ausgangszustand. Damit Kunststoffe den Verarbeitungsprozess, aber auch den angestrebten Nutzungszeitraum überhaupt überstehen, sind praktisch alle mit verschiedenen Stabilisatoren (z.B. gegen UV-Licht) ausgerüstet.

Beim Menschen übernimmt der tägliche Stoffwechsel diese Stabilisierungsfunktion. Werden Kunststoffe dann dem Müll übergeben, enthalten sie also nicht nur äußerliche Verunreinigungen, sondern sie sind als Material bereits merklich intern verändert, abgebaut und durch Aufnahme von Fremdmaterial chemisch verunreinigt.

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Recycling von Kunststoffmüll ist nur Downcycling

Recycling von Kunststoffen kann über drei Verfahren erfolgen: werkstofflich, rohstofflich, Cracking. Beim Cracking wird der Kunststoff wie ein fossiler Rohstoff behandelt. Dabei wird der Kunststoff über physikalische und chemische Prozesse in allgemein weiterverarbeitbare chemische Grundsubstanzen umgewandelt. Beim rohstofflichen Recycling wird analog versucht, aus dem Kunststoffmüll Grundbausteine des jeweiligen Kunststoffs wie Monomere zu gewinnen und diese dann wieder zu verarbeiten.

Beim werkstofflichen Recycling, das nur bei Thermoplasten möglich ist, wird der Müll sortenrein getrennt, gereinigt und dann wieder aufgeschmolzen und verarbeitet. Aufgrund des beschriebenen Materialabbaus während der Nutzung ist die Qualität des Recyclingmaterials schlechter als die von Neumaterial. Es wird auch von Downcycling gesprochen. Allen Recyclingvarianten ist gemein, dass in ein minderwertiges Material erhebliche Energiemengen eingetragen werden, um wieder nur ein minderwertiges oder zumindest nicht hochwertiges Produkt zu erhalten. Außerdem bleiben problematische und wieder gesondert zu behandelnde Reststoffe oder auch umweltproblematische Waschlösungen zurück.

Verbrennen ist energetisch sinnvoller als recyceln

Neben dem Recycling gibt es noch die Möglichkeit der Verbrennung, auch thermische Verwertung genannt. Dabei werden die Kunststoffreste verbrannt und es kann Elektroenergie oder über Kraft-Wärme-Kopplung auch Heizenergie gewonnen werden.

Im Gegensatz zur Restmüllverbrennung ist die Verbrennung von Kunststoffen nahezu rückstandsfrei. Die Abgasreinigung oder auch materialtechnische Herausforderungen hinsichtlich problematischer Bestandteile wie Chlor aus PVC können als technisch gelöst angesehen werden. Bei der Verbrennung wird die in den Kunststoffen enthaltene Energie technisch maximal möglich in Nutzenergie – also Strom und Wärme – umgewandelt.

Bleibt Folgendes festzuhalten: Die aufwendige Beschäftigung mit hypothetischen Stoffkreisläufen für weniger als zehn Prozent eines ohnehin zur Verbrennung vorgesehenen Ausgangsstoffes erscheint ineffizient, zumal daraus nur qualitativ unterdurchschnittliche Produkte entstehen. Der effizientere Weg ist die Kombination einer zweckoptimierten Herstellung mit der Verbrennung als Standardverwertungsprozess, wodurch der hohe Energiegehalt der Kunststoffe mit technisch maximal möglichem Wirkungsgrad weitgehend rückstandsfrei in Elektroenergie und Wärmeenergie umgewandelt werden kann.

Bernd Matthes hat Chemie studiert und arbeitet als Wissenschaftler teilweise in der industrienahen Forschung und teilweise in der Materialprüfung.

Das ist ein Beitrag, der im Rahmen unserer Open-Source-Initiative eingereicht wurde. Mit Open Source geben wir allen Interessierten die Möglichkeit, Texte mit inhaltlicher Relevanz und professionellen Qualitätsstandards anzubieten. Ausgewählte Beiträge werden veröffentlicht und honoriert.