Welche Arten von Recyclingtechnologie haben den größten Einfluss?

Die zentralen Thesen

• Beim mechanischen Recycling werden Materialien durch physikalische Prozesse wiederverwendet, es entstehen jedoch Nebenprodukte von geringerer Qualität. Es ist billiger, beeinträchtigt jedoch die Integrität von Recyclingmaterialien.
• Beim chemischen Recycling werden Abfälle in einzelne Monomere zerlegt und ein breiteres Abfallspektrum abgedeckt. Pyrolyse, Vergasung und Solvolyse sind Arten des chemischen Recyclings.
• Rücknahmeautomaten und Anreizprogramme fördern das Recycling, sind jedoch durch die Annahme von Recyclingmaterialien begrenzt. Auch die Energiegewinnung aus Müll und das Recycling von Lithium-Ionen-Batterien haben Potenzial.

Weltweit stagnieren die Recyclingquoten, obwohl gemeinnützige Organisationen (NPOs) und Umweltschützer das Bewusstsein schärfen. Noch immer landen unterschiedliche Abfallarten auf denselben Deponien. Während mehrere Faktoren zu einer schlechten Abfallbewirtschaftung beitragen, sind vor allem inkonsistente Recyclingprozesse und -sammlungen dafür verantwortlich. Viele Länder verwenden immer noch billige, aber veraltete Systeme.

Welche Arten von Recyclingtechnologien haben angesichts der Weiterentwicklung der Recyclingtechnologien den größten Einfluss?

1. Mechanisches Recycling

Beim mechanischen Recycling werden gesammelte Materialien durch verschiedene physikalische Prozesse wie Zerkleinern, Schmelzen und Reformieren wiederverwendet. Es behält die chemische Struktur der Wertstoffe bei, was bedeutet, dass verschiedene Materialien nicht gemischt werden können. Abfallbehörden wenden dieses Verfahren häufig bei der Wiederverwendung von Papier-, Glas-, Metall- und Kunststoffgegenständen an.

Viele öffentliche und private Sektoren verlassen sich auf mechanische Recyclingverfahren, weil diese kostengünstiger sind als andere Recyclingtechnologien. Heimwerker bauen sogar provisorische Anlagen, um Wertstoffe zu mahlen, zu schmelzen und zu formen.

Ein Nachteil des mechanischen Recyclings besteht jedoch darin, dass dabei im Allgemeinen Nebenprodukte von geringerer Qualität entstehen als bei anderen Systemen. Harte physikalische Prozesse gefährden die strukturelle Integrität von Wertstoffen. Beispielsweise stellen Sie möglicherweise fest, dass sich Papiertüten und Plastikflaschen, die zu 100 % aus recycelten Materialien bestehen, dünn anfühlen.

2. Chemisches Recycling

Beim chemischen Recycling werden Abfälle in ihre Grundbausteine ​​zerlegt. Dabei werden einzelne Monomere hergestellt und zu neuen Produkten verarbeitet – Wertstoffe behalten nicht mehr ihre ursprüngliche Form. Tatsächlich nehmen sie einen völlig anderen Zustand der Materie ein.

Der größte Vorteil des chemischen Recyclings besteht darin, dass es ein viel breiteres Spektrum an Abfällen verarbeiten kann. Mechanische Prozesse können „schmutzige“ Gegenstände nicht recyceln. Die meisten Abfallentsorgungsbetriebe entsorgen korrodierte, verschmutzte oder kontaminierte Wertstoffe (z. B. Plastikflaschen mit Saftresten und Rohfleischverpackungen) auf Mülldeponien.

Der OECD berichtet sogar, dass nur neun Prozent des Plastikmülls recycelt werden. Derzeit gibt es drei Arten des chemischen Recyclings.

Pyrolyse

Bei der Pyrolyse werden Wertstoffe bei hoher Temperatur und ohne Sauerstoff bei der thermischen Zersetzung auf Temperaturen zwischen 752 und 1.472 Grad Fahrenheit erhitzt. Dies kommt häufig bei der Handhabung komplexer Kunststoffe vor. Der Prozess zerlegt sie auf molekularer Ebene und wandelt sie in recyceltes Bioöl, Synthesegas oder Holzkohle-Nebenprodukte um. Pyrolysenebenprodukte haben nahezu die gleiche Qualität wie Neuware. Dieses Video zeigt hervorragend, wie chemisches Recycling im Gegensatz zu mechanischen Verfahren die Qualität erhält.

Der FHWA gibt an, dass amerikanische Autofahrer jährlich mehr als 280 Millionen Autoreifen wegwerfen, die Hersteller jedoch nicht leichtfertig nachhaltiges, aber unsicheres, wiederverwendetes Gummi verwenden dürfen. Big Atom Tire Recycling löst dieses Problem durch Pyrolyse. Sein Team zerlegt Altreifen chemisch in Rohöl und Kunststoff, die als Rohstoffe für brandneue, zuverlässige Straßenreifen dienen könnten.

Vergasung

Die Vergasung ist ein thermochemischer Recyclingprozess, bei dem Wertstoffe mit begrenztem Sauerstoff auf 1.472 bis 2.192 Grad Fahrenheit erhitzt werden. Es zersetzt gebrauchtes Plastik, Biomasse und organische Abfälle. Doch im Gegensatz zur Pyrolyse benötigt dieses komplexe System eine viel höhere Temperatur, um Wärme, Strom und Synthesegas (Syngas) zu erzeugen. Die Vergasung stellt auch eine effiziente Möglichkeit dar, aus weggeworfenen Wertstoffen saubere Energie zu erzeugen. Der Verbrauch fossiler Brennstoffe würde weltweit sinken, wenn die Menschen Energie aus Sonnenkollektoren und recycelten Abfällen beziehen würden.

Solvolyse

Die Solvolyse ist ein thermochemischer Niedertemperaturprozess, der Wertstoffe in einem speziellen Lösungsmittel bei 212 bis 572 Grad Fahrenheit auflöst. Es ist eine effiziente Möglichkeit, Polyester oder Polyurethane zu recyceln. Abfallentsorgungsanlagen entsorgen diese Art gemischter Kunststoffabfälle in der Regel auf Deponien, da sie dem mechanischen Recycling nicht standhalten.

Natürlich berücksichtigt die Solvolyse auch Biomasse und organische Abfälle. Zu den häufigsten Nebenprodukten der Solvolyse gehören Kraftstoff, Oligomere und Monomere. Diese recycelten Materialien sind vielseitig; Hersteller können damit hochwertige Kunststoffprodukte, Ethanolalkohol und Schmierstoffe herstellen.

Obwohl Pyrolyse, Vergasung und Solvolyse mechanischen Recyclingsystemen überlegen sind, können nur wenige Abfallentsorgungsbetriebe in sie investieren. Leider sind sie teuer in der Anschaffung und im Unterhalt. Es könnte Jahrzehnte dauern, bis sie weltweit zur Standard-Recyclingtechnologie werden.

3. Rücknahmeautomaten

Rücknahmeautomaten (RVMs) fördern das Recycling, indem sie Menschen dazu ermutigen, Wertstoffe (z. B. leere Glasbehälter, Plastikflaschen und Aluminiumdosen) als Belohnung zu deponieren. Normalerweise werden Gutscheine, Rabattkarten oder Bargeld ausgegeben. Geben Sie einfach Ihre Wertstoffe in den Automaten ein, sammeln Sie Ihre Prämien ein und er sortiert Ihren Abfall automatisch für Sie. Die größte Einschränkung von RVMs besteht darin, dass sie bei der Annahme von Recyclingmaterialien wählerisch sind. Da die meisten Abfallentsorgungsanlagen immer noch mechanische Verfahren verwenden, können sie nicht riskieren, kontaminierte Wertstoffe zu erhalten, die möglicherweise auf Mülldeponien landen.

Einzelhandelsmarken ahmen das gleiche Konzept nach, indem sie Verbraucher dazu anregen, bestimmte Artikel zu recyceln. Nehmen Apples Recyclingprozess als Beispiel. Es ermutigt Benutzer, ihre alten Apple-Gadgets im Austausch für Sonderaktionen und Rabatte zu hinterlegen.

4. Waste-to-Energy (WtE)

Waste-to-Energy recycelt kommunale, industrielle und landwirtschaftliche Abfälle durch kontrollierte Hochtemperaturverbrennung. Es erzeugt saubere Energienebenprodukte (z. B. Wärme und Strom). In größerem Maßstab könnten WtE-Technologien dazu beitragen, alternative Energieressourcen breiter zugänglich zu machen.

Während WtE und Vergasung demselben Prozess folgen und dieselben Nebenprodukte erzeugen, ist zu beachten, dass sie unterschiedliche Technologien nutzen. Bei der Vergasung werden Abfallstoffe in begrenztem Sauerstoffgehalt erhitzt, während bei der Müllverbrennung wiederverwertbare Stoffe direkt verbrannt werden. Außerdem kann WtE kein Synthesegas produzieren.

5. Recycling von Lithium-Ionen-Batterien

Angesichts der wachsenden Abhängigkeit der Gesellschaft von elektrisch betriebenen Geräten wie Smartphones, Rollern usw elektrische AutosDie Nachfrage nach Lithium-Ionen-Batterien steigt stetig.

IEA berichtet, dass die Nachfrage nach Elektrofahrzeugen im Jahr 2022 von 330 auf 550 GWh gestiegen ist. Und obwohl Lithium-Ionen-Batterien wohl weniger schädlich sind als fossile Brennstoffe, wird ihre Massenproduktion unbeabsichtigt mehr Bergbauprojekte in Gang setzen.

Der beste Ansatz besteht darin, nachhaltigere Recyclingsysteme zu verfolgen. Batterieentsorgungs- und Recyclinganlagen sollten diese Prozesse durchführen, damit sich Lithium-Ionen-Hersteller nicht mehr auf Neumaterialien verlassen können.

Die Pyrometallurgie fällt unter die Pyrolyse. Dabei werden recycelte Batterien in kontrollierten Hochtemperaturräumen mit wenig bis gar keinem Sauerstoff erhitzt. Recyclinganlagen können nach der Zersetzung verschiedene Erdmetalle extrahieren. Der Hauptnachteil der Pyrometallurgie besteht darin, dass sie während des Erhitzungsprozesses Stickoxide und Schwefel ausstößt, und die Anlagen sollten diese Emissionen kontrollieren.

Hydrometallurgie ist das Gegenteil von Pyrometallurgie. Dabei handelt es sich um einen Niedertemperaturprozess, bei dem recycelte Batterien in einer speziellen Lösung aufgelöst werden. Recyclinganlagen gewinnen auch Erdmetalle nach der Zersetzung. Das größte Problem bei der Hydrometallurgie besteht darin, dass dabei Abwasser entsteht, das von den Anlagen sicher und sorgfältig entsorgt werden muss.

Direktes Recycling

Direktrecycling ist ein mechanischer Prozess, bei dem leere Batterien recycelt und wiederaufbereitet werden. Es ist ein billiges, zugängliches System. Beachten Sie jedoch, dass generalüberholte Batterien nicht mehr für ihre ursprünglich vorgesehene Funktion geeignet sind – Sie können sie nur noch als Notstromquelle verwenden.

Spielen Sie Ihre Rolle wissen, wie man leere Batterien entsorgt. C&EN berichtet, dass nur fünf Prozent der Lithium-Ionen-Batterien recycelt werden, weil Verbraucher und Hersteller nachlässige Entsorgungsmethoden anwenden.

Technologische Fortschritte werden die Recyclingsysteme weiter optimieren

Die weltweiten Recyclingquoten werden sich nicht über Nacht verbessern. Haushalte, private Einrichtungen, NPOs und staatliche Stellen müssen auf den Einsatz effizienter Recyclingtechnologien hinarbeiten und versuchen, diese in die lokale Abfallbewirtschaftungspolitik zu integrieren. Zu viele fortschrittliche Sortiersysteme werden immer noch nicht ausreichend genutzt. Beachten Sie jedoch, dass effiziente Recyclingsysteme lediglich die Schäden des wachsenden Abfallproblems der Gesellschaft abmildern. Jeder sollte sich weiterhin auf die Eliminierung von Einwegplastikprodukten konzentrieren.