Kunststoffe

Das Bild zeigt die Detailaufnahme des Querschnitts einer Bürodecke und deren Außendach.© www.archlab.de

Der Bausektor in Europa ist nach dem Verpackungssektor der zweitgrößte Verbrauchsbereich für Kunststoffe* Bendix, P.; Berg, H.; Sebestyén, J.; Ritthoff, M. und Perschel, L. (2021): Förderung einer hochwertigen Verwertung von Kunststoffen aus Abbruchabfällen sowie der Stärkung des Rezyklateinsatzes in Bauprodukten im Sinne der europäischen Kunststoffstrategie. Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie, Dessau-Roßlau. . Da es sich bei den eingesetzten Kunststoffen überwiegend um Thermoplaste handelt, sind sie grundsätzlich rezyklierbar. Dafür müssen die verschiedenen Kunststoffarten (PVC, PE, EPS, XPS, PP) jedoch sortenrein erfasst werden können* Bendix, P.; Berg, H.; Sebestyén, J.; Ritthoff, M. und Perschel, L. (2021): Förderung einer hochwertigen Verwertung von Kunststoffen aus Abbruchabfällen sowie der Stärkung des Rezyklateinsatzes in Bauprodukten im Sinne der europäischen Kunststoffstrategie. Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie, Dessau-Roßlau. . Für reine PVC-Abfälle existieren bereits Rücknahmesysteme, da PVC in großen Mengen verbaut und häufig mit vertretbarem Aufwand rückgewinnbar ist. So sind Fenster-, Tür- und Rollläden-Profile als auch Bodenbeläge und Dachbahnen einem Recyclingprozess zuführbar. Nicht kreislauffähig sind verunreinigte PVC-Rohre, die unter Putz oder unterirdisch verlegt sind* Bendix, P.; Berg, H.; Sebestyén, J.; Ritthoff, M. und Perschel, L. (2021): Förderung einer hochwertigen Verwertung von Kunststoffen aus Abbruchabfällen sowie der Stärkung des Rezyklateinsatzes in Bauprodukten im Sinne der europäischen Kunststoffstrategie. Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie, Dessau-Roßlau. .

Eine bewusste Entscheidung für eine geringe Anzahl an Kunststoffarten in einem Gebäude kann sich positiv auf die stoffliche Verwertung auswirken.

Recycling-Kunststoffe

Viele Bauprodukte aus Kunststoff sind bereits mit einem Rezyklatanteil auf dem Markt verfügbar. Nach Herstellerangabe können neuwertige Fensterrahmen aus 100 % Sekundärmaterial hergestellt werden* profine GmbH (2021): ReFrame - Erstmalig in Deutschland Pilotprojekt mit Fenstern aus 100 Prozent recyceltem Kunststoff (online). profine GmbH, (abgerufen am: 23.04.2021). . Aufgrund unreiner Stoffströme wird auch oftmals nur der Profilkern aus Rezyklaten hergestellt. Vollwand-Rohre und Formstücke, die für den Bau druckloser Abwasser- oder Regenwasserleitungen vorgesehen sind, dürfen einen Rezyklatanteil von 10 – 15 % enthalten. Bei Mehrschichtrohren darf die Mittelschicht vollständig aus Sekundärware bestehen. In der Herstellung von Trinkwasser- und Gasleitungen wird der Einsatz von Rezyklaten derzeitig aus Sicherheitsgründen unterbunden* Kunststoffrohrverband e.V. (2019): Kreislaufwirtschaft in der Kunststoffrohrindustrie. In: KRV impulse, S. 6 ff., (abgerufen am: 15.04.2021). . Ein weiterer Vorteil neben der Abfallvermeidung durch die Verwendung von Kunststoffen mit Rezyklatanteil ist die Einsparung an Energie und Emissionen. Eine Studie zeigte, dass sich bei der Verarbeitung von einer Tonne PVC-Rezyklaten gegenüber dem Einsatz von Primärrohstoffen 1,8 Tonnen CO2 einsparen lassen* Tarkett (2022): Bodenbelag Recycling mit dem Restart® Recycling-Programm (online). Tarkett Holding GmbH, (abgerufen am: 18.07.2022). .

Synthetische Recycling-Dämmstoffe

Synthetische Dämmstoffe sind aus Sekundärmaterial produzierbar. Ein Recycling von expandiertem Polystyrol (EPS) und extrudiertem Polystyrol (XPS) ist theoretisch möglich. In der Praxis findet allerdings eine stoffliche Verwertung nur von Produktionsresten und Baustellenverschnitt statt. Grund dafür ist, dass Dämmstoffe aus dem Rückbau aufgrund der konventionellen Konstruktion oftmals durch Klebstoffe, Mörtel, Putz, Anstriche und Befestigungsmaterial stark verunreinigt sind und daher nicht wirtschaftlich sortenrein erfasst werden können* Bendix, P.; Berg, H.; Sebestyén, J.; Ritthoff, M. und Perschel, L. (2021): Förderung einer hochwertigen Verwertung von Kunststoffen aus Abbruchabfällen sowie der Stärkung des Rezyklateinsatzes in Bauprodukten im Sinne der europäischen Kunststoffstrategie. Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie, Dessau-Roßlau, S. 88-89. . Dämmstoffe aus Polyurethan (PU) sind prinzipiell nicht rezyklierbar, können aber zu Klebepressplatten weiterverarbeitet werden* Reinhardt, J.; Veith, C.; Knappe, F. und Mellwig, P. (2022): Der Gebäudebestand steht vor einer Sanierungswelle – Dämmstoffe müssen sich den Materialkreislauf erschließen. Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg (ifeu), Heidelberg, (abgerufen am: 20.05.2022). . Aufgrund der aktuellen Recyclingsituation sollten synthetische Dämmstoffe stets so verbaut werden, dass sie mit geringem Aufwand sortenrein entnehmbar sind. Außerdem ist sicherzustellen, dass ein Rücknahmesystem für die zukünftigen Baustellenabfälle existiert.

Materialdatenbank

Der Einsatz von Sekundärrohstoffen trägt zu einem umweltschonenden Umgang mit Ressourcen bei. Unternehmen übernehmen damit nicht nur ökologische Verantwortung, sondern sparen durch den verringerten Primärrohstoffeinsatz Kosten. Außerdem können Stoffe, die in der Produktion und am Ende des Produktlebenszyklus anfallen, in den Kreislauf zurückgeführt werden. Die Materialdatenbank des VDI Zentrums Ressourceneffizienz gibt eine Übersicht über die Verwertung, den Ankauf und die Veräußerung von Materielien aus den Gruppen Metall, Kunststoffe, Bau, Glas, Papier und Textil.

Gute Praxis Beispiele

Altfensterrecycling

In mehreren großen Fensterrecyclingprojekten hat Rewindo, eine Recycling-Initiative der deutschen Kunststoffprofilhersteller, bundesweit PVC-Altfenster dem werkstofflichen Recycling zugeführt, statt sie thermisch zu verwerten. Aus dem zurückgewonnenen Material lassen sich im Anschluss an den Recyclingprozess technisch gleichwertige PVC-Profile mit Rezyklatkern herstellen. Mithilfe der Wiederverwertung entsteht ein annähernd geschlossener Materialkreislauf. Nach dem Ausbau wurden die Altfenster geschreddert und sortenrein getrennt: nach Metallen, Gummi, Glas und Kunststoffen. Um auch allerkleinste Fremdpartikel abzutrennen, wurde der Kunststoff erwärmt und durch einen Filter gepresst. Als Ergebnis entsteht ein reines PVC-Granulat, welches als Rohmaterial zur Herstellung neuer Kunststofffenster genutzt wird.Bei mindestens siebenmaliger Wiederverwertung des Materials bleibt die bautechnische Qualität stets erhalten. Das werkstoffliche Recycling von PVC-Fenstern unterstützt daher das Schließen von Materialkreisläufen. Zusätzlich bietet es einen ökonomischen Vorteil, da es in der Regel deutlich kostengünstiger ist als die Verbrennung.Mithilfe des Altfenster-Recyclings hat Rewindo im Jahr 2018 mehr als 33.000 t PVC-Regranulat hergestellt. Das entspricht ca. 2 Millionen Fenstereinheiten. Zusammen mit Verschnitt aus der Fertigung passgenauer Kunststofffenster fanden über 97.000 t wiederaufbereitetes PVC den Weg zurück in den Markt.

Literatur:

Rewindo (2021): Kunststoffrecycling [abgerufen am: 07.07.2022], verfügbar unter: rewindo.de

Neuer Baustoff aus alten Reifen

Autobahnen sind, insbesondere in Europa, nach wie vor Pulsadern der Mobilität und des Güterfernverkehrs. Das europäische Autobahnnetz erstreckt sich über eine Länge von etwa 75.000 Kilometern, was beinahe dem zweifachen Erdumfang entspricht. Seit 1975 hat sich die Anzahl der Autos auf den Straßen Europas nahezu verdoppelt. Der Neubau von Straßen und Brücken sowie deren Instandhaltung stellen eine zentrale Aufgabe dar, um den Verkehr und das wirtschaftliche Wachstum aufrechtzuerhalten.

Auf einer Versuchsstrecke in Paderborn wurde 2012 der Straßenbelag erneuert. Dabei kam ein ganz besonderer Asphalt zum Einsatz: Pro 100 Meter Fahrbahn enthält die Straßendecke das Gummi von 80 ausgemusterten Autoreifen. Solche gummihaltigen Asphaltmischungen werden in den USA bereits seit vielen Jahrzehnten genutzt. Langzeitstudien haben nachgewiesen, dass diese strapazierfähiger und langlebiger sind. Gummimehl als Beimischung in Straßenbaubitumen oder Straßenbauasphalten verbessert die Qualität und verlängert die Haltbarkeit von Straßenbelägen. Die Vorteile liegen auf der Hand: Zum einen sind die Rohstoffpreise für Asphalt und Stoffe zur Asphaltmodifikation in den vergangenen Jahren merklich gestiegen. Zum anderen führt eine minderwertige Qualität des Straßenbelags zu hohen Instandhaltungskosten, wenn regelmäßig Spurrinnen und Risse beseitigt werden müssen. Gummimodifizierter Bitumen bietet noch einen weiteren Vorteil: Gummimehl in offenporigem Asphalt, sogenanntem Flüsterasphalt, reduziert den Verkehrslärm deutlich – laut wissenschaftlichen Studien um ein bis zwei Dezibel. Menschen empfinden bereits eine Reduktion um drei Dezibel als Halbierung des Verkehrsaufkommens. Die Lebensqualität von Straßenanwohnern steigt dadurch spürbar.

Allein in Europa fallen jährlich mehr als 3,6 Millionen Tonnen Altreifen an. Werden sie nicht als Abfall eingestuft, sondern als Wertstoff weiter genutzt, können wertvolle Ressourcen eingespart werden.

Das „Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg“ (ifeu) hat die Ökobilanz von Gummiasphalt untersucht. Demzufolge werden pro Tonne eingesetztes Gummimehl bei der Wiederverwertung rund 2,7 Tonnen Kohlendioxid eingespart, die sonst bei der Verbrennung entstehen würden. Die Emissionen von flüchtigen und schwerflüchtigen Verbindungen, darunter Kohlenwasserstoffe und Schwefelverbindungen, fallen bei einer gummihaltigen Straßendecke geringer aus als bei herkömmlichen, polymermodifizierten Asphaltarten. Darüber hinaus werden bei Regen weniger organische Verbindungen aus der Straßendecke ausgewaschen als aus konventionellem Asphalt. So wird das Grundwasser weniger belastet. Bereits im Frühjahr 2013 hat die Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen deshalb gummimodifizierte Bitumen- und Asphaltarten in das deutsche Regelwerk für Straßenbau aufgenommen.

Literatur:

Evonik (2018): Altreifen – Der neue alte Baustoff [abgerufen am: 08.07.2022], verfügbar unter: www.vestenamer.com/de/altreifen-der-neue-alte-baustoff-105437.html

Wiederverwendung von Polyurethan-Komponenten

Bei der Herstellung und Verwendung von Polyurethan-(PUR)-Hartschaumprodukten fallen Reststoffe an, die nicht einschmelzbar oder in die Produktionskreisläufe zurückführbar sind. Diese Reststoffe müssen teilweise aufwendig entsorgt bzw. thermisch verwertet werden. Um ein nachhaltigeres und umweltschonenderes Produkt zu entwickeln, suchte die puren GmbH nach alternativen Lösungen, um die PUR-Reststoffe dem Produktionskreislauf wieder zuführen zu können.

Die grundlegende Idee dabei ist, den PUR-Hartschäumen aus unterschiedlichen Funktionsbereichen einer Mehrfachnutzung zu ermöglichen und dabei auch die anfallenden Reststoffe und Produktionsabfälle mit einzubeziehen. Nach umfangreichen Versuchen, Analysen und Zulassungsverfahren entstand ein praxistaugliches Konzept, das beispielhaft für Tiefkühlkoffer-Aufbauten für Fahrzeuge erprobt wurde. Dieser Aufbau kann nun nach seiner Nutzungsdauer mit Hilfe der purenit®-Technologie einer Mehrfachnutzung zugeführt werden. Dabei wird der Kunststoffaufbau bestehend aus PUR und Polyester geschreddert und nach einer Aufbereitung zusammen mit den Reststoffen der Produktion des purenit® Werkstoffes zugeführt. Dieser besteht zu 88 bis 90 % aus altem Material, was ihn ressourcenschonender macht.

Dieser neue Werkstoff kann im Bauwesen als Dämmstoff eingesetzt und bis zu 3-mal in den Produktionszyklus zurückgeführt werden. Der jeweilige Lebenszyklus beläuft sich dabei auf bis zu 50 Jahre. Nach der 3. Verwendung muss jedoch auch das purenit® einer thermischen Verwertung zugeführt werden. Allerdings kann durch diese Maßnahme insgesamt über den gesamten Lebenszyklus von 1,2 m³ purenit® etwa 324,2 MWh Energie eingespart werden, was einer CO2-Reduktion von ca. 79,1 t entspricht.

Literatur:

Schmidt, M.; Haubach, C.; Preiß, M.; Spieth, H.und Bauer, J., Hg. (2018): 100 Betriebe für Ressourceneffizienz - Band 2 - Praxisbeispiele und Erfolgsfaktoren [online]. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, verfügbar unter: doi.org/10.1007/978-3-662-56712-8, ISBN 978-3-662-56712-8, S. 116 ff.

Rücknahme- und Recyclingprogramm ReStart ®

Die Tarkett Holding GmbH hat nach eigenen Angaben von 2010 bis 2020 über ReStart mehr als 109.000 Tonnen Bodenbeläge zurückgenommen. Angenommen werden Linoleum- und Vinyl-Verschnitt sowie gebrauchte Teppichfliesen. Unternehmen können einfach am Programm teilnehmen, einen Beitrag zur Kreislaufwirtschaft leisten und Entsorgungskosten sparen.

Literatur:

Tarkett (2022): Bodenbelag Recycling mit dem Restart® Recycling-Programm [online]. Tarkett Holding GmbH [abgerufen am: 18.07.2022], verfügbar unter: boden.objekt.tarkett.de/de_DE/node/tarkett-restart-recycling-bodenbelag-10166

Fenster aus 100 % recyceltem PVC-Kunststoff

Die profine GmbH nimmt alte Kunststofffenster zurück und realisiert damit den Einsatz von 100 % Kunststoff-Rezyklaten in der Herstellung neuwertiger Fensterprofile. Die sogenannten ReFrame-Fensterprofile der Marke KÖMMERLING bestehen vollständig aus recycelten Kunststoffen und verfügen über die gleichen funktionellen Eigenschaften wie konventionelle Fenster. So werden unter anderem eine hochwertige UV-beständige Oberfläche sowie eine hohe Wärmedämmung gewähreistet. Das ReFrame-Fenster weist eine Lebensdauer von rund 50 Jahren auf und kann nach Herstellerangaben achtmal recycelt werden. Zudem können Reframe-Profile aufgrund des hohen Wärmedämmwertes als passivhaustaugliche Fenster eingesetzt werden, sodass weitere CO2-Emissionen reduziert werden können.

Im Rahmen eines Pilotprojektes wurde zum ersten Mal ein Neubau inklusive Kindertagesstätte in Mönchengladbach mit 57 ReFrame-Fenstern aus 100 % Rezyklaten ausgestattet. Damit wird nicht nur der Stoffkreislauf vollständig geschlossen, sondern auch ein nachhaltiger Beitrag für die Umwelt und zukünftige Generationen geleistet.

Literatur:

Profine (2021): Geschlossener Kreislauf mit Reframe - das erste 100% recycelte Fenster [abgerufen am: 08.07.2022], verfügbar unter: jobs.profine-group.com/kreislauf-reframe-100-prozent-recyceltes-fenster/