Az emelkedő energiaköltségek, a fogyatkozó erőforrások és a növekvő mennyiségű szemét miatt az emberiség szembe találja magát a hulladékok problémájával. A Karlsruhei Technológiai Intézet (KIT) kutatói új fejlesztési platformot hoztak létre a fenntarthatóbb körforgásos gazdaság számára Carbon Cycle Lab (CCLab) néven. Kutatásaik között szerepel egy, a műanyaghulladék kémiai újrahasznosítására irányuló projekt, amelyet kísérleti léptékre állítottak át. A projekt célja, hogy a korábban nem újrahasznosítható hulladékot bevonják az anyagkörforgásba.
A globális műanyagtermelés az elmúlt 70 évben jelentősen megnőtt és 2023-ban mintegy 414 millió tonnát ért el úgy, hogy az újrahasznosítási arány azonban mindössze 10 százalék. Mivel az energiaköltségek várhatóan tovább emelkednek, miközben az erőforrások egyre szűkülnek, az ipari átalakulásnak magasabb újrahasznosítási arányt kell elérnie.
A KIT új kutatási platformjával, a Carbon Cycle Lab (CCLab) nevű laboratóriummal járul hozzá a magasabb arányok elérésére irányuló erőfeszítésekhez. A bioliq® projektjükkel a KIT kutatói már kifejlesztettek egy újrahasznosítási eljárást a biológiai maradékanyagok számára. A CCLab most a műanyaghulladékok kémiai újrahasznosítására is kiterjeszti tevékenységét.
„A szén-dioxid-semleges körforgásos gazdasághoz az iparból, a háztartásokból, a mezőgazdaságból és az erdőgazdálkodásból származó hulladékot vissza kell vezetnünk az anyagkörforgásba és ehhez megújuló energiát kell használnunk” – mondta Dieter Stapf professzor, a KIT Műszaki Kémiai Intézetének vezetője. Stapf szerint a zárt szénciklus jobb a környezet számára és kíméli a szűkös erőforrásokat.
„Hazánkban az energia és az erőforrások szűkösek és drágák” – tette hozzá. „A jövőben a hulladékunk nyersanyag lesz. Újrahasznosítása hatékony és gazdaságos és segít csökkenteni a fosszilis tüzelőanyagok importjától való függőségünket, ami az ukrajnai válság miatt különösen sürgőssé vált”.”
A Carbon Cycle Lab előnyei a bioliq® Insights segítségével
A KIT már most is kiterjedt kutatásokat folytat a biogén maradékanyagok és megújuló erőforrások fenntartható vegyi anyagok és üzemanyagok előállítására való felhasználásával kapcsolatban. A bioliq® projektben, amely tavaly év végén fejeződött be a KIT tudósai és partnereik létrehozták az első kísérleti üzemet, amely képes tonnás nagyságrendben benzint előállítani szalmából.
„A bioliq® során szerzett tapasztalataink nagy része a CCLab-ba kerül” – mondta Frederik Scheiff professzor, a KIT Engler-Bunte Intézetének üzemanyag-technológiai részlegének vezetője. „A legutóbbi kísérleti kampányban először mutattunk be egy lehetséges utat a műanyag pirolízisolajok kémiai nyersanyaggá történő átalakításáról. Ez olyan volt, amit eddig még senki más nem csinált” – mondta Scheiff.
„Megtanultuk, hogyan lehet ilyen technológiákat kifejleszteni és méretarányosítani, és megmutattuk, hogy komplex és korábban nem újrahasznosítható műanyaghulladékok vegyi nyersanyaggá történő átalakítására is alkalmasak.”
Az eddig nem újrahasznosítható hulladékok hasznosítása
Az új CCLab kutatási platform logikus folytatása a hulladékanyagok újrahasznosítására a bioliq®-vel megkezdett módszereknek. A legtöbb műanyagtermék esetében a kémiai összetétel és a szennyeződések miatt ma még lehetetlen a jó minőségű újrahasznosítás. „A CCLabban olyan anyagok újrahasznosításán dolgozunk, amelyeket ma még elégetnek vagy eltemetnek, ami üvegházhatású gázok kibocsátásával jár” – mondta Stapf.
Végső soron a KIT-ben kifejlesztett új kémiai újrahasznosítási technológiák lehetővé teszik majd, hogy a műanyaghulladékból olaj vagy földgáz felhasználása nélkül új műanyagokat szintetizáljanak és a hulladékban lévő káros anyagokat és szennyeződéseket szétválasszák vagy megsemmisítsék. A keletkező termékeket ezután további feldolgozásnak vetik alá, hogy új műanyagok előállításához szükséges nyersanyagokat állítsanak elő. A CCLab segítségével a kutatók célja a teljes értéklánc bemutatása.
„A Carbon Cycle Lab a fenntartható körforgásos gazdaság fontos fejlesztési platformja. Az új kémiai újrahasznosítási technológiákat a KIT-ben és a Helmholtz Szövetségben folyó kutatásokból kísérleti léptékbe helyezzük át” – mondta Stapf.
Nagy kereslet az újrahasznosítás iránt
Az ilyen technológiákra sürgősen szükség van, mivel az EU újrahasznosítási célkitűzései szerint 2035-ig évente további 10 millió tonna műanyagot kell újrahasznosítani Európában. Németország számára, amely Európa műanyagtermelésének egyharmadát adja, ez további 2-3 millió tonnát jelentene évente.
„Az Európai Zöld Megállapodással az Európai Unió az erőforrás-hatékony, szén-dioxid-semleges és versenyképes gazdaságra való áttérést tervezi. A CCLab fontos betekintést nyújt abba, hogyan működhet ez ipari léptékben” – mondta Stapf.
A Karlsruhei Technológiai Intézetnél a Katalízis Kutatási és Technológiai Intézet, az Engler-Bunte Intézet és a Műszaki Kémiai Intézet vesz részt a CCLabban. Ezen kívül számos ipari vállalattal van technológia-transzfer partnerség, mivel a CCLab a Helmholtz Szövetség része, azt a német kormány finanszírozza.
Forrás és borítókép: KIT
