Drei Hebel für eine bessere Recyclingfähigkeit von Kunststoffverpackungen
Kunststoffverpackungen sind wahre Allrounder: Beispielsweise sind sie leichter als andere Materialien und helfen damit, CO2-Emissionen beim Transport einzusparen. Sie verlängern die Haltbarkeit von Lebensmitteln und reduzieren so deren Verschwendung. Mit ihren Eigenschaften leisten Kunststoffverpackungen einen wichtigen Beitrag zu Klimaneutralität, Ressourcenschonung und Umweltschutz. Auf der Kehrseite benötigen Verpackungen endliche Rohstoffe und es entsteht eine große Menge Verpackungsabfall, der in der Umwelt landet. Ein kritisches Hinterfragen, welche Verpackungen tatsächlich benötigt werden und eine funktionierende Kreislaufwirtschaft können dieses Spannungsverhältnis auflösen.
„Weltweit lernen Konsumenten gerade, dass eine Verpackung ein Wertstoff ist, der dem Kreislauf wieder zugeführt werden muss. Die Industrie ist jetzt gefordert, clevere Lösungen zu etablieren, um Rezyklate im Kreislauf wiederzuverwerten“, sagt Dr. Tim Pohl, verantwortlich für Nachhaltigkeit und New Business Development bei Reifenhäuser. „Durch die Verarbeitung von mechanisch aufbereiteten Altkunstsoffen werden nicht nur natürliche Ressourcen geschont, sondern auch der Carbon Footprint einer Verpackung reduziert”, erläutert Pohl.
Rezyklatanteil erhöhen: Herausforderungen und Wege
Kunststoffproduzenten sind zunehmend gefordert, den Rezyklatanteil zu steigern. Dabei stehen sie häufig im Spannungsfeld zwischen Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit. Mit hochflexiblen Extrusionsanlagen und robusten Komponenten der Reifenhäuser Gruppe lässt sich der Spagat meistern, weil sie eine große Bandbreite an Recycling-Rohstoffen sicher verarbeiten.
Herausforderungen beim Kunststoff-Recycling
Um eine Kreislaufwirtschaft für Kunststoffe zu erreichen, dürfen keine Rohstoffe deponiert werden.
Seit 2006 ist in der EU die Menge an post-consumer Kunststoffabfällen, die dem Recycling zugeführt wird, kontinuierlich gestiegen.
Nicht einmal die Hälfte des post-consumer Kunststoff-Verpackungsabfallsaus Haushalten, Industrie und Gewerbe wird recycelt.
Aber schon ein Blick auf aktuelle Recycling-Quoten zeigt, dass eine funktionierende Kreislaufwirtschaft für Kunststoffverpackungen ein Mammutprojekt ist: Laut des europäischen Verbands der Kunststofferzeuger, Plastics Europe, werden im EU-Durchschnitt aktuell 46 Prozent des post-consumer Kunststoff-Verpackungsabfalls aus Haushalten, Industrie und Gewerbe recycelt.
Dieser Anteil soll zwar steigen, aber in kleinen Schritten: bis 2025 auf 50 Prozent und bis 2030 auf 55 Prozent (Richtlinie (EU) 2019/852 über Verpackungen und Verpackungsabfälle). Denn auf dem Weg zu einer höheren Recyclingquote stehen noch zahlreiche Hürden: von der Aufgabe, genügend Rezyklate zu erzeugen, die sich mehrfach zu neuen Produkten verarbeiten lassen, bis zu einer Vielzahl gesetzlicher Vorgaben für die Verwertung von Recyclingware. Die gute Nachricht für Hersteller von Verpackungskunststoffen: Sie haben einige wichtige Hebel für die Recyclingfähigkeit ihrer Verpackungen selbst in der Hand.
Wissen kompakt: Kunststoff-Recycling
Recyclebare Verpackung: Design für Recycling
So stellen Produzenten schon beim Verpackungsdesign die Weichen für eine funktionierende Kreislaufwirtschaft: „Design für Recycling“ zielt darauf ab, Verpackungsmaterialien so zu gestalten, dass sie sich für eine weitere Nutzung zurückgewinnen lassen. Hier hat sich in den vergangenen Jahren bereits viel getan: Nach einer Erhebung der GVM Gesellschaft für Verpackungsmarktforschung im Auftrag der IK Industrievereinigung Kunststoffverpackungen waren 2020 in Deutschland 81 Prozent aller haushaltsnah anfallenden Kunststoffverpackungen recyclingfähig oder mehrwegfähig. 2016 waren es erst 66 Prozent.
Ein Paradigmenwandel: „Zuvor zählten beim Verpackungsdesign vor allem Aspekte wie Optik, Preis oder die Haltbarkeit von Lebensmitteln bei der Materialauswahl“, sagt Dr. Pohl. „Inzwischen kommt die Recyclingfähigkeit und der Rezyklatanteil dazu. Das bedeutet: Hersteller werden ihr Verpackungsdesign neu denken.“ Und die Zeit drängt: Die EU-Kunststoffstrategie schreibt vor, dass alle Kunststoffverpackungen, die ab 2030 in der Europäischen Union auf den Markt gebracht werden, wiederverwendbar sein müssen oder kosteneffizient recycelt werden können.
Papierverbunde sind Greenwashing
Papier-Kunststoff-Verbunde stehen derzeit bei Konsumenten als Alternative zu reinen Kunststoffverpackungen hoch im Kurs. Eine Studie der Gesellschaft für Verpackungsmarktforschung (GVM) im Auftrag der IK Industrievereinigung Kunststoffverpackungen hat 2021 bestätigt, dass Papierverbunde Probleme beim Recycling bereiten. Dr. Isabell Schmidt, IK-Geschäftsführerin und Expertin für Kreislaufwirtschaft sagte bei der Vorstellung der Studie: „Der Ersatz von Kunststoffverpackungen durch Papierverbunde ist Greenwashing. Wenn es bei der Verpackung auf die besonderen Eigenschaften des Materials Kunststoffs ankommt, dann sollte auf Papierfasern komplett verzichtet werden, und eine voll recyclingfähige Kunststoffverpackung gewählt werden.“
Problem: Materialmix
Bislang nicht oder nur schwer wiederverwertbar sind Verpackungen, die aus einem Materialmix bestehen, so wie Papier-Kunststoff-Verbunde und viele Kunststoff-Multilayer-Verpackungen, insbesondere solche mit Barriereschichten. Die unterschiedlichen Schichten gewährleisten verschiedene mechanische oder optische Eigenschaften einer Verpackung. Dieser Aufbau ist gut für die Funktion aber gleichzeitig ein Problem für das Recycling: Die Schichten bestehen häufig aus unterschiedlichen Rohstoffen, die sich in der Regel nicht wieder voneinander trennen lassen.
Je heterogener aber die Recyclingware ist, desto schwieriger wird es, daraus wieder ein neues Kunststoffprodukt mit bestimmten Eigenschaften herzustellen. Darüber hinaus sind nicht alle Rohstoffe chemisch miteinander verträglich – und dann lassen sie sich überhaupt nicht zu einem neuen Produkt verarbeiten. So bleibt für den gemischten Verpackungsabfall oft nur die thermische Verwertung.
Lösung: Monomaterialien für besser recyclebare Verpackungen
Demgegenüber lassen sich sortenreine Verpackungen gut recyceln. Das Verpackungsdesign auf Monomaterial-Verbunde umzustellen, ist daher ein großer Hebel für die Hersteller. Entscheidend beim Wechsel auf Monomaterial-Verpackungen sei, dass die Produkte über die Recyclingfähigkeit hinaus auch die vielfältigen technischen Vorgaben der Verpackungsindustrie erfüllen. Reifenhäuser als Maschinenbauer hat Lösungen, mit denen sich beide Anforderungen verbinden lassen.
PE-Monomaterial-Verbunde (All-PE-Folie) für flexible Verpackungen
Für flexible Verpackungen gibt es eine vielversprechende Alternative zu den etablierten Verbunden aus mehreren Folien, sprich Rohstoffen: Bei PE-Monomaterial-Verbunden (All-PE-Folie) können unterschiedliche PE-Folien die Funktionen erfüllen, die für die Weiterverarbeitung und die spätere Verpackung wichtig sind. Herstellen lassen sich solche Mono-Folienverbunde mithilfe der patentierten Reckeinheit EVO Ultra Stretch für Blasfolienanlagen von Reifenhäuser Blown Film. Das Verstrecken verleiht PE-Folien neue mechanische Eigenschaften, etwa eine höhere Stabilität. Bei Standbodenbeuteln, zum Beispiel, kann verstreckte PE-Folie so die PET-Folie ersetzen.
Pouch mit Barrierewirkung für Lebensmittel-verpackungen
Eine Weiterentwicklung des All-PE-Mono-Pouch ist ein voll-recyclingfähiger Pouch mit Barrierewirkung gegenüber Sauerstoff und Wasserdampf, der sich für die Verpackung von Lebensmitteln eignet. Die nötige Barrierewirkung wird durch einen EVOH-Anteil von kleiner fünf Prozent erreicht - Voraussetzung für ein vollständiges Recycling. Möglich wird dies durch die patentierte Reckeinheit EVO Ultra Stretch für Blasfolienanlagen von Reifenhäuser: Sie erhöht die Barrierewirkung des EVOHs durch Verstrecken. Der Anteil des EVOHs kann so bei gleicher Barrierewirkung halbiert werden.
Folien-Vliesverbunde für Schüttgut-verpackungen
Beschichtungen sind darüber hinaus auch für viele weitere Anwendungen ein Türöffner für Monomaterial-Verbunde. Insbesondere für medizinische Schutzbekleidung hat Reifenhäuser Cast Sheet Coating das zukunftsweisende Extrusionsbeschichtungsverfahren „Ultrathin Coating“ entwickelt. Mit diesem können Kunden besonders leichte Folien-Vlies-Verbunde aus PP-Monomaterial kostengünstiger und dadurch wettbewerbsfähig produzieren können.
BOPP Lebensmittel-verpackungen
Monostrukturfolien aus CPP und BOPP sind voll recyclingfähig und FDA konform. Damit eignen sie sich für die Herstellung von Lebensmittelverpackungen, wie zum Beispiel Pouches. Die Folie lässt in Sachen Transparenz, Steifigkeit und Abriebfestigkeit keine Wünsche offen. Für die Herstellung werden Value Cast Anlagen mit einer MDO zur Verstreckung der Folie eingesetzt.
Problem: schlecht sortierte Stoffströme
Die Anpassung des Verpackungsdesigns ist nur ein Hebel für besser recyclebare Verpackungen. Ein anderer liegt am Ende ihres Lebens: Je besser Abfälle aus Haushalt, Industrie und Gewerbe sortiert sind, desto einfacher ist ihr Recycling. Damit dies gelingt, können Hersteller die Rückverfolgbarkeit von Kunststoffverpackungen verbessern.
Wie gut Recycling-Ströme funktionieren können, zeigt das Recycling von PET-Flaschen in Deutschland: Seit der Einführung der Pfandpflicht 2003 werden nach Angaben des Forum PET inzwischen 98 Prozent der PET-Flaschen zum Handel zurückgebracht. Die Folge: Es steht reines Recyclingmaterial in großen Mengen zur Verfügung, das gut zu neuen Flaschen, Industriefolien oder Textilfasern wiederverarbeitet werden kann.
Solche gut organisierten Recycling-Ströme gibt es aber vor allem in Industrie und Gewerbe – im Post-Consumer-Bereich hingegen in den wenigsten Fällen. Viele (Lebensmittel-)Verpackungen landen verschmutzt und schlecht aufgetrennt in den Mülltonnen der Verbraucher. Das Problem: Heutige Müllsortieranlagen können nicht zuverlässig genug zwischen recycelbaren und nicht recycelbaren Verpackungen unterscheiden. So landen selbst voll-recyclingfähige Produkte in der thermischen Verwertung und sind damit für die Kreislaufwirtschaft verloren.
Lösung: Digitalen Produktpass etablieren
An diesem Punkt setzt die R-Cycle-Initiative an, die die Reifenhäuser Gruppe gemeinsam mit weiteren Technologieunternehmen und Organisationen gegründet hat. Das interdisziplinäre Team hat einen offenen Rückverfolgungsstandard für nachhaltige Kunststoffverpackungen zur Marktreife gebracht. Dieser macht durch die Bereitstellung eines Digitalen Produktpasses recycling-relevante Information für die gesamte Wertstromkette transparent.
Das Konzept wurde bereits mit dem Deutschen Award für Nachhaltigkeitsprojekte ausgezeichnet und zahlt auf den Anfang 2020 veröffentlichte „Aktionsplan für die Kreislaufwirtschaft“ der EU an. Dieser soll mit mehr als 50 Maßnahmen sicherstellen, dass Kunststoffverpackungen künftig rückverfolgbar und somit besser recycelbar sind.
R-Cycle Mitglied werden
Die R-Cycle Community steht allen Unternehmen, Organisationen oder Einzelpersonen offen, die ein Interesse an der Kreislaufwirtschaft für die Wertschöpfungskette von Kunststoffverpackungen haben. Die Mitglieder erhalten Zugang zu einem breiten Netzwerk anwendungserfahrener Partner und Know-how zu Digitalisierung und Nachhaltigkeit. Das Ziel ist, eigene Anwendungen zu realisieren, durch die Vernetzung der Wertschöpfungskette Vorteile zu generieren und R-Cycle gemeinsam weltweit zu etablieren.
So funktioniert R-Cycle
Und so funktioniert der Prozess (siehe Grafik unten): Alle recyclingrelevanten Daten werden während der Herstellung (1), Weiterverarbeitung (2) und Befüllung (3) gespeichert und können über maschinenlesbare Codes auf der Verpackung abgerufen werden. Nach der Benutzung der Verpackung durch den Endverbraucher (4) wird die Verpackung im Recyclingprozess erkannt (5). Der Abruf der recyclingrelevanten Daten ermöglicht eine sortenreine Sortierung (6) und somit eine Wiederverwendung des Kunststoffs in hochwertigen Applikationen. „Dieser Prozess ist die Grundlage für die Gewinnung hochwertiger Rezyklate zum Aufbau einer funktionierenden Kreislaufwirtschaft“, sagt R-Cycle Direktor Dr. Benedikt Brenken.
Digitaler Produktpass steigert Effizienz in der Produktion
Aktuell laufen bereits zahlreiche R-Cycle Pilotprojekte weltweit. „Hersteller profitieren auch wirtschaftlich vom Digitalen Produktpass“, sagt Dr. Brenken. So helfen präzise Informationen über die Ausgangsmaterialien, die Produktion zu beschleunigen und zu optimieren, während die Erfassung der Produkteigenschaften einen Mehrwert für Kunden in der nachgelagerten Wertschöpfungskette darstellt. Darüber hinaus erleichtert der Digitale Produktpass die Erfüllung gesetzlicher Informationspflichten, wie zum Beispiel bei der Berechnung des CO2-Fußabdrucks, dem Rezyklat-Nachweis oder im Bereich der Extended Producer Responsibility (EPR).
Digitalisierung und Nachhaltigkeit sind zwei Megatrends, die wir mit R-Cycle nutzbringend verknüpfen“, betont Dr. Brenken. „Der Einsatz eines digitalen Produktpasses, wie auch die Europäische Union ihn fordert, bietet enormes Potenzial zur Erhöhung der Recyclingquote von Kunststoffverpackungen.“
Problem: Downcycling
Doch die Schlüsselfrage für eine funktionierende Kreislaufwirtschaft ist nicht nur, ob Kunststoffverpackungen recycelt werden – sondern zu was. „Wir brauchen mehr Anwendungsfelder, in denen Altkunststoff die Neuware substituiert, sagt Reifenhäusers Nachhaltigkeitsexperte Dr. Tim Pohl. Soll die Kreislaufwirtschaft funktionieren, muss aus Verpackungsrezyklat wieder ein möglichst hochwertiges Produkt werden. Also beispielsweise eine anspruchsvolle Verpackungslösung oder auch ein langlebiges Produkt wie eine Dachunterspannbahn. Doch bisher bedeutet Recycling in der Regel: Qualitätsverlust beim Rohstoff.
Bessere Verfahren als Lösung
Maschinenbauer arbeiten deshalb an Technologien, mit denen Hersteller Rezyklate zu immer höherwertigen Produkten verarbeiten können. Beispielsweise hat Reifenhäuser in Versuchen mit dem Dualen System und Projekten mit Kunden bereits unter Beweis gestellt, dass Produzenten mit der Blasfolienanlage EVO Fusion Doppelschnecke eine große Bandbreite von Rezyklaten sicher verarbeiten können – auch zu neuer Folie.
Damit diese aber nicht nur für Müllbeutel, die Bauwirtschaft und Industrie-Verpackungen genutzt wird, braucht es zum Teil andere regulatorische Anforderungen – und auf jeden Fall ein Umdenken im Markt. „Recycelter Folie sieht man an, dass sie recycelt ist. Das war lange Zeit nicht akzeptabel“, sagt Dr. Pohl. Hier finde aber derzeit ein Umdenken sowohl bei den Herstellern als auch bei den Brand Ownern statt. „Wenn nicht mehr die Optik sondern vor allem die Funktion im Vordergrund steht, eröffnen sich für Materialien mit hohem Rezyklatanteil neue Anwendungsfelder“, ist sich der Experte sicher, auch ein zweites Leben als Verpackung ist dann möglich. „Das ist dann die große Chance der Kunststoffe, nachhaltiger zu sein als andere Produkte, beispielsweise auch als Papier, weil man sie sogar mehrfach im Kreislauf fahren kann.“
Chemisches Recycling als Zukunftsthema
Die Kunststoffindustrie forscht an besseren Recycling-Verfahren, beispielsweise an umweltschonenderen Technologien für das chemische Recycling. Bei der IK Industrievereinigung Kunststoffverpackungen heißt es dazu: „Das chemische Recycling könnte in Zukunft eine Lücke in der Kreislaufwirtschaft von Kunststoffverpackungen schließen. Nämlich dann, wenn es damit gelingt, stark verschmutzte und vermischte Kunststoffabfälle zu recyceln, die bislang nur energetisch verwertet werden konnten. Das erfordert allerdings noch weitere Forschungs- und Entwicklungsarbeit.“
