Plastic is een bijzonder materiaal. Het is voor allerlei doeleinden geschikt te maken en daarom is er een enorme variatie van plastics: hard of zacht, stevig of flexibel, sterk als staal, of kneedbaar als klei. En dat in vele kleuren, al dan niet transparant. Het is een enorme uitdaging om al die plastics effectief te recyclen, zeker als verschillende varianten bij elkaar in dezelfde afvalstroom verzeild raken.
Neem verpakkingsplastic. Het bestaat eigenlijk maar uit twee basisvarianten die chemici polyolefines en polycondensaten noemen. De eerste kennen we als PE (polyetheen) en PP (polypropeen, de tweede bijvoorbeeld als PET (polyetheentereftalaat) of PS (polystyreen). Maar er zijn enorm veel varianten: folies voor komkommers, bakjes voor champignons, flessen voor shampoo, en ga zo maar door. “Vaak zijn in hetzelfde product zelfs meerdere soorten plastic te vinden”, zegt Ronald Korstanje, programmadirecteur bij het Circular Plastics Initiative. “Al die plastics vind je terug in de PMD containers. Dus als je van daaruit op weg wilt naar circulariteit in plastics, dan heb je nog wel een uitdaging. Dat is precies waarom we daar naar zijn gaan kijken.”
Hij vertelt dat in het eerste consortium project van het Circular Plastics Initiative veel partijen bijeen zijn gebracht die betrokken zijn bij de life cycle van plastics. Plastic producenten, product designers, plasticverwerkers, afvalinzamelaars, afvalscheiders, procestechnologen en polymeerexperts, ze werkten allemaal mee. “We hebben alle stappen in de keten met elkaar in verbinding gebracht en we hebben enorm veel geleerd. We weten nu beter waar nog aan gewerkt moet worden om de kringloop te kunnen sluiten.”
Pyrolyse
Korstanje legt uit dat de PMD afvalstroom na scheiding en sortering onder andere twee belangrijke gemengde plastic fracties oplevert. Ze worden aangeduid als DKR310 (folies) en DKR350 (gemengde kunststoffen). Die laatste bestaat voor het overgrote deel uit verpakkingsplastic met daarnaast onder andere ook PET (van de frisdrankflessen), en vaak ook PVC. Verder zijn er allerlei verontreinigingen aanwezig, zoals papierresten. Voor dit plastic lijkt pyrolyse het meest geschikte recyclingconcept. Het is een vorm van chemische recycling waarbij het plastic kort en snel wordt verhit tot 400-550 graden in de afwezigheid van zuurstof.
Het resultaat is een olie die wel wat lijkt op nafta uit aardolie. Daarmee is de cirkel te sluiten: het zou in bestaande chemische fabrieken te verwerken zijn tot grondstoffen voor nieuwe plastics. “De grote vraag was of de pyrolyseolie daar inderdaad goed genoeg voor zou zijn”, aldus Korstanje. “ Zowel voor de DKR310 folies als voor de gemengde DKR350 stroom was geen duidelijk resultaat voorhanden.” Dat is er nu wel, maar het is niet gunstig. Experimenten onder leiding van Sascha Kersten, hoogleraar Duurzame Procestechnologie bij de Universiteit Twente, toonden aan dat er teveel chloor en zuurstof in de pyrolyseolie zit. Kersten: “Pyrolyse van de DKR350 afvalstroom levert nog geen product dat goed genoeg is om als grondstof voor nieuwe plastics te dienen. Daarvoor zijn extra chemische behandelingen nodig.”
Design for recycling
Een andere oplossing is ervoor te zorgen dat er geen chloor en zuurstof aanwezig is in de te pyrolyseren plastics. Dat vereist extra nauwkeurige scheiding vooraf. Korstanje vertelt dat in samenwerking met het Nationaal Testcentrum Circulaire Plastics (NTCP) in Heerenveen is gekeken naar nieuwe technologie die het mogelijk maakt om sneller en accurater te sorteren, en om zwarte plastics beter te kunnen karakteriseren. Daarbij waren ook fabrikanten van sorteermachines betrokken. Maar de echte oplossing zal uiteindelijk liggen in design for recycling, vindt Korstanje. “In de toekomst moeten we toe naar producten die zich beter laten sorteren en pyrolyseren. Tot die tijd zal het heel moeizaam blijven om alle verpakkingsplastics succesvol te recyclen.”
Korstanje blijft optimistisch en ziet wel degelijk mogelijkheden voor verbetering. Hij zegt dat bij de start van het project, in mei 2020, plastic recycling nog in de kinderschoenen stond. “Er was eigenlijk geen gezamenlijkheid, iedereen had zijn eigen benadering, men kende elkaars technologie niet en men sprak niet dezelfde taal.” Dat is echt helemaal veranderd: “Er is nu samenwerking tussen verschillende partijen, er is wederzijds inzicht. Daardoor ziet men mogelijkheden de eigen prestatie te verbeteren en ontstaan er nieuwe kansen.”
Meer over het Circular Plastics Initiative op https://ispt.eu/programs/circular-plastics-initiative/
Meer over het onderzoek naar circulariteit in polyolefines op https://ispt.eu/projects/towards-improved-circularity-of-polyolefin-based-packaging/
CIRCULAR PLASTICS CONFERENCE 2023
Op 14 juni 2023 is de Circular Plastics Conference (CPC). Dit is hét jaarlijkse evenement rond onderzoek voor circulariteit in plastic: van afval tot waardevolle grondstof in een circulaire economie. Met keynotes, parallelsessies en vooral veel gesprekken tussen deelnemende partijen stimuleert de conferentie de realisatie van circulariteit in kunststoffen op industriële schaal. De hele waardeketen komt aan bod, vanuit een internationaal perspectief en met het vizier op de technologische, logistieke en maatschappelijke uitdagingen. Plaats van handeling is de Jaarbeurs Meetup in Utrecht. Aanmelding via https://ispt.eu/cpc/