Nutzen der Normung, am Beispiel der Kunststoffverwertung

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1 Nutzen der Normung, am Beispiel der Kunststoffverwertung Zusammenfassung Es werden weltweit etwa 260 Millionen t Kunststoffe hergestellt, in Deutschland davon rund 20 Millionen t. Ebenso nimmt Deutschland mit ca. 2 Millionen t stofflich verwerteten Kunststoffen in Europa eine Spitzenstellung ein. Die für die Kunststoffverwertung relevanten Normen helfen dabei die wirtschaftliche Situation zu stabilisieren und lassen sich mit ca. 7 /t pro Prozentpunkt Produktausbeute abschätzen. Bedeutung des Werkstoffs Kunststoff und der Kunststoffverwertung Das Kunststoffe in der heutigen Welt nicht mehr wegzudenken sind, ist bei den vorliegenden Produktionszahlen unmittelbar einsichtig. In der Produktion gibt es genügend verlässliche Marktzahlen, die dies belegen. Bild 1: Entwicklung der weltweiten Kunststoffproduktion Mio. t : : : 200 Welt Europ 1989: 100 a 2007: : : Erfolgsstory Kunststoff Kontinuierliches Wachstum seit über 50 Jahren Produktionsentwicklu ng von 1,5 Mio. t in 1950 zu 260 Mio. t in 2007 Durchschnittliches Wachstum pro Jahr = + 9,0 % Inkl. Thermoplaste, Polyurethan, Duroplaste, Elastomere, Klebstoffe, Beschichtungen, Dichtungsmassen und PP-Fasern. Nicht enthalten: PET-, PA- und Polyacryl-Fasern Quelle: PlasticsEurope Market Research Group (PEMRG) Bedeutung der Kunststoffverwertung Ebenso entwickelt sich die Kunststoffverwertung zu einer Erfolgsstory, die letztendlich durch die diskontinuierliche Wirtschaftsentwicklung nur gebremst, aber nicht wieder rückgängig gemacht werden kann. Die Kunststoffverwertung entwickelt sich mehr und mehr zu einer Ressource, die es sinnvoll zu nutzen gilt. Dabei müssen 1

2 sich die verschiedenen Verwertungsverfahren ergänzen und es darf nicht zu einem negativen nur auf Quoten fixierten Wettbewerb führen. Das werkstoffliche Kunststoffrecycling hat dann eine Chance, wenn es im Spannungsfeld der energetischen Verwertung/Beseitigung und der Wiederverwendung eine wirtschaftlich orientierte und ökologisch sinnvolle Nische besetzen kann. Es darf nicht vergessen werden, dass für die 4-5 Millionen Tonnen recycelte Kunststoffe ein dauerhafter Markt geschaffen werden kann. Bild 2: Entwicklung der verfügbaren Kunststoffabfälle in Deutschland kt kt kt kt kt Abfall Gesamt, Post-Consumer, Produktion & Verarbeitung Kunststoffabfall ges. 4,3% p.a. Post-Consumer 5,3% p.a. Produktions- & Verarbeitungsabfall 1,6% p.a kt 0 kt Quelle: Consultic Marketing & Industrieberatung Positive Entwicklung der Verwertung, fallende Bedeutung der Beseitigung Hinsichtlich der für das Recycling frei zur Verfügung stehenden Abfallmenge und der Verwertungsmengen ist zu sagen, dass diese über die letzten 13 Jahre sehr stark gestiegen sind. 2

3 6.000 kt kt kt kt Abfall Gesamt, Verwertung, Beseitigung Anstieg Verwertung ab 2005 infolge der Ablagerungsverordnung Verwertungsquote 1994 = 50% 2007 = 96% (Abfall gesamt) kt kt 0 kt Quelle: Consultic Marketing & Industrieberatung So wie der Recyclingsmarkt eine Strategie besitzt muss auch die Normung diesen strategischen Ansatz verfolgen, ansonsten verliert Europa und nicht nur Deutschland gewichtigen Einfluss in dem Zugriff auf Ressourcen, sondern auch in der Mitgestaltung der internationalen Normungsgremien. Bedeutung der Normung für die Kunststoffverwertung Im Rahmen der CEN/TC 249/WG 11 sind bisher sieben Normprojekte abgeschlossen worden. Es sind dies die EN bis EN 15348: Es sind dabei zwei verschiedene Klassen der Normen zu unterscheiden, die EN 15343:2007 und die EN 15347:2007, die sich mit der Rückverfolgbarkeit und der Charakterisierung der Kunststoff-Recyclate befassen und andererseits die Materialnormen. Bei ihnen sind die Massenkunststoffe PE, PP, PS, PET und PVC abgebildet, die bis auf PVC hauptsächlich Anwendung im Verpackungsbereich finden. EN 15343: 2007 Kunststoff-Rezyklate-Rückverfolgbarkeit bei der Kunststoffverwertung und Bewertung der Konformität und des Rezyklatgehalts Diese Norm stellt sicher, das ein Recyclingverfahren so gestaltet sein sollte, dass Verunreinigungen oder Materialschädigungen, die einen Einfluss auf die bestimmungsgemäße Verwendung haben könnten, so beseitigt oder behoben werden, dass sie sich hinsichtlich der Eignung des Rezyklats für dessen bestimmungsgemäße Verwendung nicht negativ auswirken. Wenn derartige Verunreinigungen oder Schädigungen in dem Recyclingverfahren nicht beseitigt oder behoben werden können, sollten der Ankauf und/oder die Kontrolle der eingehenden Materialien sicherstellen, dass verunreinigtes oder geschädigtes Material nicht in so großen Mengen in den Ablauf des Verfahrens gelangt, dass die Eigenschaften des Rezyklats beeinträchtigt werden können. 3

4 Die Überwachung der eingehenden Materialien, des Recyclingverfahrens und des produzierten Materials sind die Hauptinstrumente, die die Qualität der rezyklierten Produkte bestimmen. Wenn die Herkunft sämtlicher Bestandteile eines Produktes, sowohl der neuen Rohstoffe als auch der Rezyklate, bekannt ist, so ist es möglich, den Rezyklatgehalt des Produktes zu berechnen, ein Wert, der von Verbrauchern oder Aufsichtsbehörden verlangt werden kann. EN 15347: 2007 Kunststoff-Rezyklate - Charakterisierung von Kunststoffabfällen Es ist im Endnutzungsstadium oft unmöglich, bei jedem einzelnen Produkt zurückzuverfolgen, ob es über seinen gesamten Lebenszyklus korrekt verwendet wurde. Da sich die Produkte zeitweilig außerhalb industrieller Kontrolle befanden, besteht die Möglichkeit, dass während dieser Zeit Verunreinigungen mit anderen Werkstoffen entstanden sind, die die Möglichkeiten des Recyclings der Produkte für eine bestimmte Verwendung beeinträchtigen. Materialnormen Zu den beiden erstgenannten Normen die sich eher mit der Herkunft und --- Prozesssicherheit beschäftigen, kommen materialspezifische Normen für Massenkunststoffe, die hauptsächlich Anwendung im Verpackungsbereich finden. Es sind die Kunststoffe PE, PP, PS, PET und PVC. Diese Normen legen fest, dass eine Einzelcharge die Menge an Rezyklat ist, die innerhalb der festgelegten Abweichungen homogene Eigenschaften besitzt. Die Eigenschaften von Rezyklaten, die für jede Charge des Rezyklats bestimmt werden müssen, sind in den Materialnormen tabellarisch aufgeführt. Sie werden in zwei Arten eingeteilt, einerseits in die geforderten Eigenschaften, die notwendig sind, um Rezyklate im Allgemeinen zu definieren und die für alle Rezyklate erforderlich sind, andererseits in freigestellte Eigenschaften, die notwendig sind, um Rezyklate nach Kunden-Spezifikationen und Anwendungen festzulegen. Diese Eigenschaften müssen mit den in Normen festgelegten Prüfverfahren bewertet werden können. Falls möglich, sollte der Lieferant Informationen zur ursprünglichen Verwendung des Materials bereitstellen. Auf Verlangen des Käufers hat der Lieferant ein Analysenzertifikat vorzulegen, aus dem die Prüfergebnisse für jede Charge des Rezyklats zu entnehmen sind. Der Anteil des Rezyklatsgehalts kann nach einem Verfahren bestimmt werden, das zwischen den Vertragspartnern, die sich auch über den geforderten Polymergehalt einigen sollen, vereinbart werden sollte. Auf Verlangen des Käufers muss der Lieferant ein Analysenzertifikat übergeben, aus dem die Prüfergebnisse für jede Charge des Rezyklats zu entnehmen sind. Um die rechtmäßige Verwendung des Rezyklats sicherzustellen, muss der Lieferant die notwendigen Angaben über die Materialzusammensetzung des Rezyklats, wie vom Käufer festgelegt, zur Verfügung stellen. EN 15342: 2007 Kunststoff-Rezyklate-Charakterisierung von Polystyrol (PS)- Rezyklaten Polystyrol oder Polystyrol enthaltende Kunststoffabfälle für das Recycling können eine Vielfalt an Styrolpolymeren enthalten, beispielsweise nicht modifiziertes Polystyrol (kristallines oder expandiertes) und schlagzähmodifiziertes Polystyrol (PS- HI enthält gewöhnlich auch Partikel von ABS-Polymeren). Es können auch Copolymerisate sein, die Methylstyrol, Butadien, Isopren, Acrylnitril usw. enthalten 4

5 und es können sogar auch andere nicht styrolhaltige Polymere sein. Die Eigenschaften und das Leistungsverhalten von Rezyklaten, die von derartigen Abfällen stammen, werden von der relativen Zusammensetzung der Polymere bestimmt. Einige dieser Copolymere (z. B. MBS, SAN) sind mit Polystyrol nicht mischbar und können nachteilige Auswirkungen auf die Eigenschaften des Rezyklats haben. Als Charakterisierung neben den normativen Grundforderungen ist auch noch die Schlagzähigkeit gefordert, um das Material zu charakterisieren. EN 15344: 2007 Kunststoff-Rezyklate-Charakterisierung von Polyethylen (PE) - Rezyklaten Kunststoffabfälle aus Polyethylen stammen von unterschiedlichen Arten oder PE- Sorten, die sowohl Copolymere als auch Zusatzstoffe zur Modifizierung der Eigenschaften enthalten. Polyethylen wird im Allgemeinen eingeteilt nach PE-HD (Polyethylen hoher Dichte), PE-LD (Polyethylen niedriger Dichte), PE-LLD (lineares Polyethylen niedriger Dichte) und weiteren Polyethylen Sorten von weniger häufigem Gebrauch. Die Eigenschaften und das Leistungsverhalten von Rezyklaten, die von derartigen Abfällen stammen, werden von der Art und der relativen Zusammensetzung der Polyethylenmischungen bestimmt, jedoch ist es im Anwendungsbereich der vorliegenden Norm nicht vorgesehen, solche Zusammensetzungen zu untersuchen. EN 15345: 2007 Kunststoff-Rezyklate-Charakterisierung von Polypropylen (PP)- Rezyklaten Polypropylen oder Polypropylen enthaltende Kunststoffabfälle können eine Vielfalt an Propylenpolymeren wie beispielsweise Homo- und Copolymere, isotaktische, syntaktische, ataktische, mit oder ohne Füllstoffen, Flammschutzmitteln, usw. versehene Polymere enthalten. Das Leistungsverhalten von Rezyklaten, die von derartigen Abfällen stammen, hängt von der relativen Zusammensetzung derartiger Polymere ab. Um als rezykliertes Propylen bezeichnet werden zu können, muss das Rezyklat Polypropylen als polymere Hauptkomponente enthalten. Als Charakterisierung neben den normativen Grundforderungen ist auch noch die Schlagzähigkeit gefordert, um das Material zu charakterisieren. EN 15346: 2007 Kunststoff-Rezyklate-Charakterisierung von Polyvinylchlorid (PVC)-Rezyklaten Die Norm informiert über die wichtigsten Eigenschaften und die dazugehörigen Prüfverfahren für die Bewertung einer Einzelcharge von PVC-Rezyklaten, die für die Produktion von Halbzeugen/Fertigprodukten vorgesehen sind. Sie ist zur Unterstützung von (Vertrags)Partnern vorgesehen, die sich mit dem Einsatz von PVC-Rezyklat beschäftigen, um sich auf Spezifikationen für bestimmte oder allgemeine Anwendungen zu einigen. EN 15348: 2007 Kunststoff-Rezyklate-Charakterisierung von Polyethylenterephthalat (PET)-Rezyklaten Die Norm nennt die wichtigsten Eigenschaften und führt die dazugehörigen Prüfverfahren für die Bewertung von PET-Rezyklaten auf, die für die Produktion von Halbzeugen/Fertigprodukten vorgesehen sind. Gegenüber den anderen Materialnormen, die als geforderte Prüfungen die Schüttdichte, Farbe, Teilchengröße, Schmelzeindices und die Form verlangen, ist in dieser PET-Norm noch der Wassergehalt, PVC-Gehalt, Polyolefingehalt und der sonstige Restgehalt an Bestandteilen gefordert, die für eine Qualitätsbewertung von PET-Fraktionen 5

6 wesentlich sind. Sie ist für die Anwendung durch Lieferant und Käufer derartiger Materialien vorgesehen, um ihnen bei der Erzielung einer Einigung zu Spezifikationen Unterstützung zu geben. Nutzen der Normung für die Kunststoffverwertung Der Nutzen der Normung für die Kunststoffverwertung ist unmittelbar einsichtig, da hier ein Instrument geschaffen wurde, die Inputströme mit den Normen die EN und die EN zu qualifizieren und die Produkte mit EN 15342, EN 15344, EN 15345, EN und EN zu beschreiben. Im eigentlichen Sinne ist damit für diese Materialströme normentechnisch der Kreis geschlossen. Die steigenden Zahlen der Verwertung belegen den monetären Nutzen. Einerseits ist er gegeben durch den stetigen Bedarf an Rohstoffen, der zwar in erster Linie von der Preisdifferenz der Neuware zu den Recyclaten bestimmt wird. Die Effektivität der Recyclingsprozesse ist aber auch gegeben durch deren Wirtschaftlichkeit, die nicht zuletzt durch die qualitätsmäßige Inputversorgung und gleich bleibender Produktqualität gegeben ist. Ein weiterer Punkt ist der entstehende Abfall aus diesen Verwertungsprozessen, der zu einem großen Teil beseitigt werden muss und zu höheren Produktionskosten führen kann. Hier helfen diese Normen, die dazu führen, diese Kostenschere zu minimieren. Eine einfache, aber grundsätzlich nicht falsche Rechnung zeigt, bei angenommenen Beseitigungskosten von rund 80 /t Tonne und Regranulaterlösen von durchschnittlich 600 /t: Nettoerlös = Ausbringng Pr oduktpreis Abfall Entsorgungskosten Bei angenommen Regranulaterlösen von 600 /t und Beseitigungskosten von 80 /t, wird klar, das für jeden %-Punkt mehr Produkt und weniger Abfall die Erlössteig erung 0,01 ( ) / t = 6,80 / t = auftritt. Dies gilt aber nur für die Annahme, dass es sich um trockene Verwertungsverfahren handelt. Bei so genannter naßtechnischer Aufbereitung liegt in der Regel ein um 30% höherer zu verwertender Anteil Abfalls vor, so dass die Erlössteigerung = 0, / t + 0, / t = 7,04 / t steigt, gegenüber Verfahren mit höherem Abfallaufkommen. In Deutschland wurden nach der Consultic-Studie vom , die in ihrer Studie die Produktion, Verarbeitung und Verwertung von Kunststoffen in Deutschland 2007 darstellt, rund 2,1 Millionen Tonnen Kunststoffe verwertet. Hieraus ergibt sich allein in Deutschland eine Erlös- oder kostenmäßige Effizienzsteigerung pro Prozentpunkt mehr Produkt von rund 14 Millionen Euro pro Jahr, die letztendlich dazu führt, die Kunststoffverwertung wirtschaftlich attraktiver zu machen. 6

7 Ausblick So erfolgreich auch die Kunststoffverwertung und Normung im Verpackungsbereich ist, ist dabei dringend Vorsicht geboten, die hier entwickelten Normen zu verallgemeinern und auch ein derartiges Normenspektrum für die technischen Thermoplaste zu überlegen. Einerseits sind Verpackungskunststoffe durch ihrer Verwendung recht schnell der Verwertung zugeführt, je nach Art ist dies bei Milchprodukten im Wochenmaßstab zu sehen, bis hin zu einigen Monaten bei trockenen Lebensmitteln, im Wesentlichen dauert diese Zeitspanne aber nicht mehr als ein Jahr. Ganz anders sieht dies bei langlebigen technischen Produkten aus, die gerade im Bau, der Automobil- oder Elektroindustrie zu finden sind. Andererseits ist die Vielfalt in den technischen Bereichen enorm, so dass national und CEN-weit nicht wie bei den fünf genannten Massenkunststoffen von Millionen Tonnenbereichen gesprochen werden kann, sondern eher von einer Größenordnung im Bereich , oft auch darunter. Als Beispiel möge thermoplastisches Polyurethan (TPU) gelten, hier haben alleine zwei namhafte deutsche Hersteller je verschiedene Typen, die aufgrund ihrer Werkstoffprofile im Recyclingsprozess nicht miteinander mischbar sind, da es für diese Mischqualitäten keine Anwendungen gäbe. Daraus folgt allgemein für den gesamten Bereich der technischen Kunststoffe, das eine Separaterfassung unbedingt notwendig ist und Recyclings-Mischqualitäten entweder das wirtschaftliche Potential nicht ausschöpfen, oder keine Anwendung finden. Es gelten somit insbesondere die Forderungen hinsichtlich Rückverfolgbarkeit und Materialkonstanz auch für die technischen Kunststoffe, ohne das eine reine Materialnorm Sinn macht. Was aber nicht ausschließt, wenn interessierte wirtschaftliche Kreise einzelner Industrien den Bedarf und die Notwendigkeit sehen, auch in ihrem Bereich normungsmäßig aktiv zu werden. 7