Chemische recyclage (nog) geen wondermiddel tegen plastic afval

 Leestijd: 8 minuten6

Ongeveer 26 miljoen ton plastic danken Europeanen jaarlijks af. Minder dan 30 procent daarvan wordt effectief gerecycleerd. Heel wat plastics blijven tot op vandaag moeilijk tot niet recycleerbaar, en verdwijnen nog steeds massaal in de verbrandingsoven. Traditionele, mechanische recyclage heeft haar limieten, maar ook chemische recyclage is duur, complex, en nog niet de wonderoplossing waarvoor ze soms versleten wordt.

Elk jaar danken de Europeanen zo’n 26 miljoen ton plastic af. Minder dan 30 procent daarvan wordt effectief gerecycleerd. Zo gaan heel wat waardevolle grondstoffen verloren en een deel ervan belandt in ons leefmilieu. De druk om meer plastics te recycleren neemt toe op verschillende fronten.

De Europese Unie verplicht de industrie om 30 procent gerecycleerde plastics te verwerken in nieuwe verpakkingen tegen 2030. Heel wat bedrijven verbonden zich er vrijwillig toe om nog ambitieuzere doelen te halen: Unilever wil al tegen 2025 een kwart van hun verpakkingen uit gerecycleerd materiaal maken en Coca Cola zegt tegen 2023 maar liefst de helft van de flessen in West-Europa uit gerecycleerde grondstoffen te maken.

Er wordt nog steeds te weinig opgehaald en gerecycleerd om die ambities waar te maken, en heel wat plastics blijven tot op vandaag moeilijk tot niet recycleerbaar, zoals meerlagige kaasbakjes of purschuim. Die verpakkingen verdwijnen nog steeds massaal in de verbrandingsoven.

Regelmatig valt de term ‘chemische recyclage’ als mogelijke oplossing voor slecht recycleerbare plastics. Wat houdt het begrip precies in? En is het echt een oplossing voor ons plasticprobleem? Chemische recyclage staat nog in zijn kinderschoenen en is voorlopig geen wonderoplossing, zo blijkt.

Wat is chemische recyclage?

Heel wat plastics blijven tot op vandaag moeilijk tot niet recycleerbaar, en verdwijnen nog steeds massaal in de verbrandingsoven

Chemische recyclage is een containerbegrip. Om te begrijpen hoe de verschillende types chemische recyclage werken, moeten we even terug naar de chemieklas: misschien weet je nog dat plastics polymeren zijn, lange molecules die zijn opgebouwd uit een keten van kleine, gelijke deeltjes: monomeren. Het PE of polyethyleen van je shampoofles is bijvoorbeeld een lange keten van ethenen (C2H4), Het PP of polypropyleen van het bakje waarin je afhaalchinees hebt meegekregen, is een lange keten van propenen (C3H6).

De bouwstenen van de meeste plastics zijn fossiele grondstoffen: etheen verkrijg je bijvoorbeeld door onder andere schaliegas te kraken, of nafta, een derivaat van aardolie.

Plastics zijn dus lange moleculeketens, waar vaak chemische additieven aan toegevoegd werden om ze bepaalde eigenschappen te geven als flexibiliteit, sterkte, brandvertragende kwaliteiten, enzovoort. Chemische recyclage werkt op het niveau van de moleculen.

Vandaag gebeurt bijna alle plasticrecyclage mechanisch. Dat houdt in dat plastic afval per soort wordt gesorteerd en verwerkt. De plastics worden gewassen, vermalen en versmolten tot nieuwe producten. Dat smelten gebeurt op temperaturen tussen 150 en 250°C. Maar plastics zijn niet eindeloos te recycleren op de mechanische manier. Het nadeel van mechanische recyclage is dat er altijd een beetje kwaliteitsverlies op zit en vervuiling zich opstapelt.

In de praktijk hebben alle soorten plastics andere eigenschappen en hebben ze soms een ander smeltpunt, waardoor ze moeilijk samen mechanisch gerecycleerd kunnen worden. Daarom is het belangrijk om stromen zuiver te houden, bijvoorbeeld door ze apart op te halen.

Petflessen die uit een straatvuilnisbak worden gevist zijn minder gemakkelijk te recycleren dan relatief propere flessen die bijvoorbeeld via een statiegeldsysteem werden opgehaald. Voor zwaar bevuilde, meerlagige of gemengde plastics is mechanische recyclage geen evidente oplossing. Dat is de reden waarom sommige beleidsmakers voor mechanisch ‘onrecycleerbare’ gemengde stromen naar chemische recyclage kijken.

Plasticafval (Foto: Jasmin Sessler (Unsplash))

Oplossen, ontbinden en verhitten

Hoe werkt chemische recyclage precies? “Samengevat bestaan er drie wegen om plastics chemisch te recycleren”, stelt professor Steven De Meester, docent aan de Vakgroep Groene Chemie en Technologie van de UGent, Campus Kortrijk.

“Een eerste manier is om plastics op te lossen met solventen. Hierdoor krijg je een vloeibare plastic soep waar je contaminaties uit kan weghalen. Dat heet solvatatie. Niet alle soorten plastics zijn even vatbaar voor de methode: yoghurtpotjes uit polystyreen laten zich bijvoorbeeld gemakkelijker oplossen dan petflessen”, zegt De Meester.

Prof. Steven De Meester: ‘In een circulaire economie wil je materialen in de kringloop houden en telkens opnieuw inzetten, maar als je plastics recycleert tot brandstof, verdwijnen ze definitief uit die kringloop’

“Maar er zijn belangrijke nadelen: hoe gemengder de input, hoe moeilijker het is om een zuiver plastic te halen uit de complexere vloeibare soep. Bovendien is solvatatie tot op vandaag een vrij duur proces.”

Een tweede techniek is chemolyse of chemische depolymerisatie, waarbij plastics worden afgebroken tot hun bouwstenen of monomeren. “Deze vorm van chemische recyclage staat vandaag het verste op industriële schaal. Het wordt regelmatig gebruikt voor textiel. Een interessant voorbeeld is Econyl, een Italiaans bedrijf dat oude visnetten, tapijten en industrieel afval verwerkt tot nylondraad waar dan bijvoorbeeld zwemkleding of sportsokken van worden gemaakt”, zegt De Meester.

“Een voordeel van deze techniek is dat chemolyse ook bruikbaar is voor plastics die niet kunnen smelten en daardoor niet mechanisch recycleerbaar zijn, zoals purschuim. Daardoor is de techniek mogelijk heel interessant voor het probleem dat zich stelt met de verplichte terugname van oude PUR-matrassen, die eigenlijk niet mechanisch te recycleren zijn. Een nadeel is dat veel chemolyse-technieken beter werken bij hogere temperatuur of via katalysatoren, die dan weer erg gevoelig zijn aan vervuilingen, waardoor ook hier de kwaliteit van de input erg belangrijk is”, stelt De Meester.

Tot slot heb je pyrolyse, een techniek die plastics thermisch afbreekt. “Daar ga je met hoge temperatuur – 400 à 800°C – eigenlijk hetzelfde doen als chemolyse, maar dan met energie. De plastics worden opgebroken in hun bouwstenen”, legt De Meester uit.

In theorie kan je via pyrolyse gemengde of meerlagige plastics – zoals veel voedselverpakkingen – recycleren. “Hier hoopt de chemische industrie heel hard op een doorbraak, maar voorlopig komt een pyrolyse-installatie die werkt op gemengde afvalstromen hoofdzakelijk uit op een laagwaardige brandstof”, stelt De Meester. “Het brandt op dus je krijgt er wel geld voor, maar in de praktijk kan die brandstof in kwaliteit vaak niet tippen aan auto- of vliegtuigbrandstof, tenzij je heel ver gaat opzuiveren waardoor het eindproduct opnieuw erg duur wordt.”

Vandaag zijn er in Vlaanderen heel wat chemische recyclageprojecten in aanbouw. In Oostende bouwt voormalig Electrawinds-man Luc Desender aan Renasci, een fabriek waar een mix van afval wordt verwerkt. De plastics zullen via pyrolyse worden omgezet in brandstof.

In de Gentse haven begint BioQuest Alliance dit jaar met de bouw van een pyrolyse-installatie om brandstof te produceren. En in oktober vorig jaar kreeg afvalverwerker Indaver de vergunning voor de bouw van een demofabriek in de Antwerpse Haven die midden 2021 zou opengaan. De fabriek wil jaarlijks 15.000 ton gemengd polypropyleen, polyethyleen en polystyreen verwerken tot chemicaliën voor de industrie. Daarmee bieden ze een recyclageoplossing aan voor enkele extra soorten plastics die vanaf 2021 in de uitgebreide blauwe zak terecht zullen komen.

Circulair?

Zijn al die vormen van chemische recyclage even zinvol? Wetenschappers stellen zich vandaag alvast luidop vragen bij de zin van plastics om te zetten in brandstof. “In een circulaire economie wil je materialen in de kringloop houden en telkens opnieuw inzetten”, zegt professor De Meester, “maar als je plastics recycleert om ze daarna te verbranden, verdwijnen ze definitief uit die kringloop.”

De Meester: ‘Hét grootste pijnpunt vandaag is dat chemische recyclage tot hoogwaardige producten ontzettend gevoelig is aan de kwaliteit van de inkomende afvalstromen’

Dat denkt ook Dirk Nelen, afval- en materialenexpert bij VITO: “In de circulaire economie zien we graag dat bruikbare materiaaleigenschappen zoveel mogelijk behouden blijven, en dat gebeurt niet bij ‘plastics to fuel’-recyclage, enkel bij ‘plastics to chemicals’ en uiteraard ook bij hergebruik. Maar anderzijds mogen we niet blind zijn voor het feit dat een 100 procent circulaire economie niet haalbaar is. En ook niet wenselijk trouwens: het kan niet de bedoeling zijn om cadmium of asbest te blijven recycleren.”

Het enige plastics to chemicals-project dat in Vlaanderen in de steigers staat is voorlopig de demofabriek van Indaver. Met een jaarlijkse verwerking van 15.000 ton gaat het over een proefproject. Pas in de zomer van 2021 zullen de eerste stromen plastics in de fabriek verwerkt worden.

Chemische recyclage staat in Vlaanderen dus nog in zijn kinderschoenen, en er moet nog heel wat gebeuren voor chemische recyclage een belangrijke rol zou kunnen spelen in de sector.

“We zijn nu bezig met stap één”, stelt Dirk Nelen. “Dat betekent uittesten welke technologieën bruikbaar zijn. Stap twee is dan testen hoe robuust die systemen zijn om bepaalde stromen te verwerken. Kunnen ze verschillende afvalsamenstellingen aan? Al gaat het om grofweg hetzelfde materiaal, toch heeft elke lokale afvalstroom andere eigenschappen. Al die verschillende stromen efficiënt verwerken wordt het voornaamste struikelblok”, stelt Nelen.

Dat bevestigt ook Steven De Meester: “Hét grootste pijnpunt vandaag is dat, net zoals bij mechanische recyclage, chemische recyclageprocessen tot hoogwaardige producten eigenlijk ontzettend gevoelig zijn aan de kwaliteit van de inkomende afvalstromen. Gemengde stromen blijven een probleem. Want als je een willekeurige berg afval in chemische reactor stopt krijg je een heel complex product, waardoor je voor of na de reactor fel moet gaan zuiveren, of de reactor kan verstoppen of stuk gaan.”

Complex en duur

Een derde stap is opschaling, stelt Dirk Nelen, en ook daar zijn belangrijke uitdagingen aan verbonden. “Voor een rendabele fabriek moet je toch rekenen met een productiecapaciteit van 100 à 300 kiloton per jaar. Die volumes aan de poort van je fabriek krijgen, is een enorm logistiek werk. Zelfs een dichtbevolkt gebied als Vlaanderen kan op regionale basis geen chemische recyclage uitbouwen. In 2018 werd in heel België bijvoorbeeld slechts 55,8 kiloton PET gesorteerd voor recyclage. Voor die grote volumes moet je internationaal denken en van hoe verder die stromen komen, hoe meer variaties er in het materiaal zullen zitten, die de installaties moeten kunnen verwerken.”

Dirk Nelen: ‘Chemische recyclage is zo’n complex verhaal dat je samenwerking nodig hebt over de hele keten, vanaf het ontwerp tot inzameling’

Dat maakt van chemische recyclage al snel een heel duur proces, wat de economische logica van het proces onderuit dreigt te halen. “Enkel als de burger bereid is om extra te betalen kan je complex systeem opzetten dat ook meer kan kosten”, meent Nelen. “Of daar al dan niet interessante materialen uitkomen, is misschien van tweede orde. Misschien is het genoeg als het enkel over vermijden van milieu-impact gaat. Maar dat is een politieke discussie”, stelt Nelen.

Is het wel een goed idee dat die honderdduizenden tonnen plastic afval onze kant op komen om hier verwerkt te worden? “Ook dat is een politieke keuze”, zegt Dirk Nelen. “De troef die wij lokaal hebben is dat Antwerpen-Rotterdam een belangrijke chemische en petrochemische cluster is en dat kan een hefboom zijn. We merken de trend op naar meer samenwerking. Doordat chemische recyclage zo’n complex verhaal is heb je, nog meer dan bij mechanische recyclage, samenwerking nodig over de hele keten, vanaf het ontwerp tot inzameling.”

“We zien dat afvalinzamelaars, recycleurs en plasticproducenten, hun ontwerpafdeling, chemische bedrijven en petrochemische bedrijven zich steeds meer concentreren en verticaal beginnen te integreren. Er ontstaan ook vaker symbioses tussen naburige bedrijven – het ene bedrijf kan de nodige energie, solventen of recyclaat voorzien voor het andere”, zegt Nelen.

“Een voorbeeld: het Nederlandse bedrijf Ioniqa mikt op chemische recyclage van PET en wordt ondersteund door Unilever en Coca Cola, de grootste gebruikers van petflessen. Daar komen die dingen allemaal samen, en dat lijkt me ook nodig. Bij VITO komen trouwens ook steeds meer grote merken aankloppen die hun verpakkingen willen recycleren. Na vliegschaamte heb je nu ook verpakkingsschaamte”, zegt Nelen.

Eenvoudigere oplossingen

Conclusie? “De heilige graal is een fabriek die efficiënt gemengde plastics kan omzetten in chemische bouwstenen, waarmee opnieuw plastics gemaakt kunnen worden”, stelt professor De Meester. “Echt iedereen is daarmee bezig. Maar anderzijds is er nog veel werk en onzekerheid om zoiets technisch operationeel en economisch rendabel te krijgen”, vervolgt De Meester.

Effectievere maatregelen tegen plasticvervuiling: plastics voor eenmalig gebruik minderen en nieuwe plastics eenvoudiger en beter mechanisch of chemisch recycleerbaar maken

“Alle grote bedrijven zijn aan het voorbereiden en iedereen kijkt naar elkaar om te zien wat werkt en wat niet. En hoewel er in de sector heel wat starters en grote claims zijn, slagen die er voorlopig nog niet in om op constante basis een hoogwaardige output te leveren aan een competitieve prijs”, stelt De Meester.

“Let op: de verschillende pilootprojecten zijn zeker niet slecht”, nuanceert De Meester. “Ze steken hun nek uit. En ook van chemisch recycleren tot brandstof kunnen we bijleren. Als we uiteindelijk bij een procédé uitkomen waarbij plastics opnieuw plastics worden – in het beste geval veilig om voedsel mee te verpakken – wordt het verhaal echt circulair. Maar moest het zo gemakkelijk zijn, hadden de grote chemische bedrijven het waarschijnlijk allang gedaan.”

Voor de pilootprojecten ontwikkelen tot een volwassen chemische recyclagesector zijn er nog heel wat risicovolle stappen te nemen in het testen en opschalen van recyclageprocessen. Het duurt waarschijnlijk nog jaren voor chemische recyclage écht operationeel is op grote schaal. Het wordt spannend of de sector hun beloofde 25, 30 of 50 procent gerecycleerde grondstoffen in plastic verpakkingen tegen 2025 ondertussen zullen halen.

Misschien is dit wel de belangrijkste bedenking: laat de hype rond chemische recyclage de aandacht niet afleiden van sterkere oplossingen tegen plasticvervuiling. Effectievere maatregelen zijn plastics voor eenmalig gebruik minderen en nieuwe plastics eenvoudiger en beter mechanisch of chemisch recycleerbaar maken.

Ook is het uitkijken naar nieuwe businessmodellen met terugnamesystemen waarin plastics verschillende keren hergebruikt kunnen worden voor ze gerecycleerd worden, net zoals glas. Daar is het lichte, sterke materiaal prima voor geschikt.

Auteur: Isabelle Vanhoutte

Isabelle Vanhoutte (º1987) is freelance journaliste en geeft sinds 2016 verslag over bottom-up-initiatieven rond duurzaamheid en circulaire economie. Dat doet ze via haar platform kleine revolutie.

Word lid

Word jij lid van Apache? Lees direct verder en steun onafhankelijke onderzoeksjournalistiek. Nu al vanaf 6,25 euro per maand.


Ja, ik word lid

Word nu lid van Apache en geniet van deze voordelen:

  • Toegang tot alle ruim 4.000 artikels
  • Deel de artikels gratis met je vrienden
  • Toegang tot alle dossiers en het volledige archief
  • Treed in discussie met journalisten en andere lezers
  • Korting op events en andere journalistieke producten, zoals e-books