Energiekosten für Recycling - Warum Metallverpackungen besser für die Umwelt sind

by Alex Cosper on June 12, 2022

Recycling ist ein Prozess, der in zahllosen Industrien angewandt wird und bei den heute produzierten Waren immer häufiger zum Einsatz kommt. Recycling ist der Prozess der Umwandlung von Abfall in brauchbares Material. In der Verpackungsindustrie wird häufig Material wiederverwendet und recycelt, wodurch die Menge an neuem Material und Energie, die für die Herstellung weiterer Verpackungen benötigt wird, erheblich reduziert werden kann. Drei der am häufigsten in der Verpackungsindustrie verwendeten Materialien sind Kunststoff, Blech und Aluminium. Studien haben gezeigt, dass das Recycling von Aluminium 95 % weniger Energie verbraucht, als für die Herstellung von neuem Material benötigt wird, und dass das Recycling von Kunststoff 76 % der Energie einspart [1,2]. Dieser Unterschied ist auf eine Vielzahl von Gründen zurückzuführen, wie z.B. die Energiekosten für den Transport, das Sortieren und das Recycling der einzelnen Produkte.

Der erste Schritt im Recyclingprozess ist der Transport. Die Materialien werden dort abgeholt, wo sie gelagert wurden, und zu einer Recyclinganlage transportiert. Dieser Prozess erfordert Energie, oft Benzin, um die Lastwagen, Schiffe und Eisenbahnwaggons anzutreiben, die das Material transportieren. Die Energiekosten dieses Prozesses lassen sich vor allem anhand der Anzahl der Fahrten ermitteln, die erforderlich sind, um eine bestimmte Menge an Material von einem Ausgangsort zur Recyclinganlage zu transportieren. Sowohl Zinn als auch Aluminium können in der Regel in ein kleineres Volumen zerkleinert werden als Kunststoff. Außerdem ist die Dichte von Aluminium, 2,7 g/cm3, und Zinn, 7,3 g/cm3, wesentlich höher als die von Kunststoff, 1,5 g/cm3 [3]. Das bedeutet, dass gewichtsmäßig mehr Aluminium und Zinn auf kleinerem Raum transportiert werden können als Kunststoff. Langfristig bedeutet dies, dass für den Transport von Zinn und Aluminium zu einer Recyclinganlage weniger Energie benötigt wird als für Kunststoff [4].

Wenn Material in einer Recyclinganlage ankommt, besteht einer der ersten Schritte darin, es in Gruppen mit ähnlichen Eigenschaften zu sortieren. Sowohl Zinn als auch Aluminium sind relativ einfach zu sortieren, da sie nur in einige wenige Gruppen unterteilt sind. Aluminium wird mit Hilfe eines Magnetsystems von anderen Metallen getrennt. Bei diesem Verfahren wird ein großer Magnet verwendet, um andere Metalle anzuziehen. Aluminium bleibt zurück, da es nicht magnetisch ist [5]. Ist das System erst einmal in Betrieb, erfordert es nur einen minimalen Energieaufwand zur Aufrechterhaltung. Zinn braucht mehr Energie zum Sortieren, aber wie Aluminium muss es nur von allen anderen Metallen getrennt werden, mit denen es vermischt ist. Wenn Kunststoff recycelt wird, muss er nach seiner Harzkennung getrennt werden, die auch als Recyclingnummer bekannt ist. Es gibt sieben verschiedene Recyclingcodes, d.h. alle Kunststoffe werden in sieben Gruppen sortiert. Dieser Sortiervorgang kann auf unterschiedliche Weise erfolgen, aber in der Regel wird eine Mischung aus automatischen Sensoren und manueller Sortierung durch Menschen eingesetzt [6]. Dieser aufwändige Prozess erfordert einen wesentlich höheren Energieeinsatz als der von Zinn und Aluminium.

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Im letzten Schritt werden die Abfälle physisch zu einem neuen nutzbaren Material recycelt. Dieser Prozess ist unterschiedlich, je nachdem, wo auf der Welt er stattfindet und welche Einrichtungen zur Verfügung stehen. Sowohl bei Zinn als auch bei Aluminium handelt es sich um einen unkomplizierten Prozess, bei dem das Metall einfach erhitzt wird, bis es geschmolzen ist. Dann werden Verunreinigungen entfernt, neue Metalle hinzugefügt, wenn das Produkt eine Legierung sein soll, und das Metall wird abgekühlt. Zu diesem Zeitpunkt ist das Metallerz bereit für den Transport und die Verarbeitung zu einer neuen Verpackung. Aluminium und Zinn können unendlich oft recycelt werden und verlieren dabei nicht ihre Eigenschaften [7]. Bei Kunststoffen gibt es unterschiedliche Recyclingverfahren für die einzelnen Harzkennzeichnungen. Einige Arten von Kunststoffen benötigen viel mehr Energie als andere, aber im Allgemeinen werden sie zerkleinert, erhitzt, chemisch behandelt und wieder zu einem neuen Harz gepresst. In Bezug auf den Gesamtenergiebedarf ist dieser Prozess dem Recycling von Zinn und Aluminium ziemlich ähnlich. Bei beiden Verfahren wird die meiste Energie in der Schmelzphase verbraucht. Anders als Zinn und Aluminium kann Kunststoff diesen Prozess nur etwa 7 Mal durchlaufen, bevor er seine Eigenschaften verliert und entsorgt werden muss [8]. 

Für den Transport und die Sortierung von Zinn und Aluminium wird wesentlich weniger Energie benötigt als für Kunststoff. Der eigentliche Recyclingprozess von Zinn, Aluminium und Kunststoff ist vom Energiebedarf her relativ ähnlich. Wenn man all dies berücksichtigt, sind Zinn und Aluminium eindeutig die energieeffizienteren Materialien für das Recycling. Das Recycling einer Tonne Zinn oder Aluminium spart im Vergleich zur Verwendung neuer Materialien etwa 14.000 kWh Energie und das Recycling einer Tonne Kunststoff spart etwa 5.800 kWh Energie [9]. Im Vergleich zum Kunststoff sparen Zinn und Aluminium netto fast 8.200 kWh Energie pro Tonne recycelten Materials. Diese Einsparungen bedeuten, dass weniger fossile Brennstoffe zur Energieerzeugung verbrannt werden müssen, wodurch die Menge an CO2 und anderen Treibhausgasen, die in die Umwelt gelangen, verringert wird.

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Referenzen

[1] "Recycle More NC (archived 2021)"

[2] "Plastics Recycling: Challenges and Opportunities(2009)", by Jefferson Hopewell, Robert Dvorak, and Edward Kosior

[3] "Density elements chart(archived 2021)" ,by Angstrom Sciences

[4]  “Aluminum Recycling Economics(2010).”  by S.K. Das, J.A.S. Green, and G. Kaufman NATHAN FALDE

[5] "How is Aluminum Recycled: The Recycling Process (2018)" ,by Nathan Falde  

[6] "Sorting plastic waste(archived 2021)" , by paprec.com

[7] "Solid Waste from Aluminum Recycling Process: Characterization and Reuse of Its Economically Valuable Constituents(2005)” ,by Shinzato, M.c., and R. Hypolito.

[8] “Life Cycle Assessment of a Plastic Packaging Recycling System(2003)” ,by Umberto Arena, Maria Laura Mastellone & Floriana Perugini

[9] "The Benefits of Aluminum Recycling(2019) ", by Larry West

[10] "Designing a Premium Package: Some Guidelines for Designers and Marketers(2014)", by Ruth Mugge, Thomas Massink ,Erik Jan Hultink Lianne van den Berg-Weitzel

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