Bedrijven zetten in op forse reductie carbon footprint van plastics
Wetenschap en industrie zetten grote stappen naar circulaire plastic economie
Er worden grote stappen gezet in de transitie van de lineaire plastics productie naar een circulaire plastic economie, waarin mechanische en chemische recycling een belangrijke rol spelen om tot hoogwaardige her-toepassing te komen en daarmee een reductie van de koolstof footprint. Terwijl er in laboratoria van bedrijven als Avantium, Sabic, Indorama en universiteiten zoals de UvA druk gesleuteld wordt aan nieuwe (bio-)plastics met een lagere voetafdruk worden installaties op demonstratieschaal - tot 10 - 100-tallen ktonnen per jaar - gerealiseerd bij genoemde bedrijven om gerecyclede plastics hoogwaardig terug te brengen in de keten. En er is nog voldoende werk te verzetten. Dat bleek uit de vierde Inspiratietour van dit seizoen, georganiseerd door VEMW, RVO en NVDE.
Decarbonisatie
Koolstofneutraliteit in de voorzieningsketen is alleen te bereiken door de technische beschikbaarheid van innovatieve technologieën, de beschikbaarheid van infrastructuur en hernieuwbare energiebronnen, en samenwerking van bedrijfsleven en overheden, bijvoorbeeld als het gaat om de toerekening van emissierechten in de keten en het creëren van een stabiel gelijk speelveld m.b.t. CO2-handel.
In 2020 is wereldwijd zo’n 400 mln ton plastic geproduceerd (excl. o.a. autobanden), met een jaarlijkse groei van 3-5 procent. Dit vraagt 5-6 procent van alle gebruikte ruwe aardolie. Slechts 0,5 procent van deze totale hoeveelheid plastic is nu bio-based.
Bij de huidige processen om plastics (polymeren) te maken worden fossiele grondstoffen gebruikt. Uit LCA-analyses blijkt dat in de bestaande lineaire productie en verbruiksketen van polymeren zoals PET de grootste CO2-uitstoot upstream plaatsvinden, en bij de productie zèlf in de verschillende productiestappen. Een omschakeling naar een circulaire productie en gebruiksketen laat zien dat verschillende vormen van recycling mogelijk zijn.
Het gros van de scope 1 en 2 emissies komt uit rookgassen/flue gassen. Daarnaast is er een hoeveelheid proces emissies, een kleine hoeveelheid zijn flare emissies (affakkelen). Reductie van deze emissies op scope 1 en 2 worden bereikt door energie-efficiency programma’s, overschakeling op hernieuwbare energie bronnen en de afvang, transport en opslag van CO2 (CCS).
Voor scope 3 is ketensamenwerking onontbeerlijk om te komen tot het gebruik van fossielvrije feedstock/grondstoffen; zoals bio-feedstock, groene of blauwe waterstof en circulaire grondstoffen (hergebruik van plastic en chemisch afval). In de context van decarbonisatie is een polymeer als PET overigens een product met relatief - vergeleken met glas en aluminium - lage emissies en kostprijs.
Recyclen
In Europa wordt circa 75 procent van het PET-plastic ingezameld. Hiervan is de helft beschikbaar voor recycling, de andere helft gaat naar afvalverbranding en landfill. Omdat vaak onduidelijk is wat er precies in deze stroom zit, is onbekend of deze fracties ingezet kunnen worden voor recycling. Van het gerecyclede PET-plastic wordt inmiddels 14 procent ook weer daadwerkelijk ingezet voor een nieuwe PET-fles. In Europa zijn hoge doelstellingen afgesproken: in 2025 moet gemiddeld 25 procent en in 2029 zo’n 30 procent gerecycled PET in de PET drankflessen zitten.
Mechanische recycling leidt tot de grootste CO2-reductie. Bij het mechanisch recycling proces wordt gesorteerd, gewassen en ontdaan van niet-plastics. De plastic wordt vermalen tot plastic-flakes en nogmaals gewassen. Daarna worden de flakes gesmolten tot 250-300°C, waarna het opnieuw ingezet kan worden als rPET-product in flake, draad, pallet of vezel vorm.
Chemische recycling, met afbraak tot monomeren of helemaal terug naar nafta - via pyrolyseren of andere depolymerisatie technologieën zoals hydrolyse, methanolyse en glycolyse - leidt in de basis tot eenzelfde CO2-reductie, maar vereist het opnieuw doorlopen van het productieproces, met bijgevolg een grotere emissie. Voor- en nadelen richten zich vooral op de mogelijkheid om meerdere type plasticstromen aan te kunnen, waaronder plastics met additieven. Boodschap: pas mechanische recycling toe waar het kan, en chemische (depolymerisatie) recycling waar het moet.
Koolstofhergebruik
Alleen gesloten kringloop recycling, met reductie tot primaire grondstof leidt tot fossiele grondstof reductie. Op dit moment vindt slechts 2 procent van de plastic recycling in een gesloten kringloop plaats, en dat betreft vooral PET-flessen. Polyesters zijn veel beter recyclebaar dan polyethylenen, omdat esters reversibele verbindingen zijn, waardoor de weg terug naar de oorspronkelijke bouwstenen (monomeren) mogelijk is. Oxaalzuur blijkt – naast glycolzuur en melkzuur - een goede bouwsteen te zijn om polymeren te maken met een lage carbon footprint. Aan onder meer de universiteit van Amsterdam wordt, naast de recycling van bestaande plastics en de productie van bio-plastics, ook gewerkt aan de productie van plastics uit CO2, een vorm van Carbon Capture & Utilization (CCU).
De presentaties van Henk Hendrix en Bert Bosman (SABIC), Jesper van Berkel (Indorama Ventures) en Gert-Jan Gruter (Avantium en UvA) worden gedeeld op het Platform Verduurzaming Industrie.
VEMW, 15 februari 2022