Gemengd plastic werkt op de zenuwen van recyclingfabrieken. Trays, verpakkingen, films, resten met labels, verschillende polymeren in dezelfde stroom: op papier moeten ze deel uitmaken van een schone kringloop, in de praktijk worden ze vaak een technisch, economisch en milieuprobleem. Goed scheiden kost geld, slecht scheiden ruïneert het materiaal, verbranden of naar een stortplaats sturen verschuift de rekening alleen maar verder. En dat account kennen we inmiddels maar al te goed.
In Zuid-Korea heeft een onderzoeksgroep onder leiding van het Korea Institute of Machinery & Materials een technologie gepresenteerd die precies op dit vraagstuk probeert in te grijpen: een plasmatoorts die volledig wordt aangedreven door waterstof en die gemengde kunststoffen kan omzetten in chemische grondstoffen zonder dat daarvoor een strenge selectie of het tijdig verwijderen van labels en resten nodig is. De gegevens die het nieuws verspreidden zijn bijna verontrustend vanwege de snelheid ervan: ontbinding zou plaatsvinden in minder dan 0,01 seconde, bij temperaturen tussen 1.000 en 2.000 °C.
©KIMM
De hitte verandert deze keer van richting
Bij het chemisch recyclen van plastic gaat vaak pyrolyse gepaard, een proces waarbij plastic afval wordt verhit in afwezigheid of schaarste van zuurstof om de lange polymeerketens te verbreken. Het werkt natuurlijk, maar het levert een complex mengsel van stoffen, oliën, was, resten en bijproducten op, die vervolgens moeten worden behandeld, gescheiden en verfijnd. In veel gevallen blijft het resultaat ver verwijderd van het zuivere idee van circulariteit dat we gewend zijn te horen in de meest optimistische persberichten.
De plasmatoorts volgt een andere logica. Plasma is een gas dat in een zeer hoge energietoestand wordt gebracht, met geïoniseerde deeltjes en het vermogen om extreem snel warmte over te dragen. Binnen die extreem gewelddadige doorgang wordt het plastic vrijwel onmiddellijk gebroken. Het door de onderzoekers aangegeven verschil ligt in de selectiviteit: het proces is vooral bedoeld om ethyleen en benzeen te verkrijgen, twee fundamentele bouwstenen van de chemische industrie en de productie van nieuwe kunststoffen. Volgens de meegedeelde gegevens bedraagt de selectiviteit voor deze verbindingen 70-90%, terwijl de ethyleenopbrengsten boven de 70% liggen; na zuivering zouden de verkregen grondstoffen een zuiverheid van meer dan 99% hebben.
Zonder ophef vertaald: het doel is om moeilijk te beheren plastic afval terug te brengen naar bruikbare moleculen, schoon genoeg om opnieuw in de productieketen terecht te komen. Een soort terugkeer naar de basis, met minder tussenstappen en minder onbruikbaar materiaal. Het sleutelwoord hier is als. Als het systeem op industriële schaal stand houdt. Als de kosten duurzaam blijven. Als de gebruikte waterstof echt uit hernieuwbare bronnen komt. Als de algehele energiebalans de beloften van het laboratorium bevestigt.
Gemengde kunststoffen, het echte slagveld
Het meest interessante deel van de technologie betreft gemengde kunststoffen. Een relatief schone PET-fles heeft al een eigen toeleveringsketen. Het probleem begint wanneer de materialen zich ophopen, vuil worden, gestratificeerd raken en bij de planten terechtkomen als een soep van polymeren en resten. Daar verliest mechanische recycling zijn efficiëntie en wordt chemische recycling duur, ingewikkeld en vaak niet erg lineair.
De Koreaanse groep beweert een proces te hebben ontwikkeld dat een grote verscheidenheid aan kunststoffen kan verwerken zonder het sorteerniveau dat traditionele systemen vereisen. Bij het project zijn ook andere Koreaanse onderzoeksinstituten betrokken, waaronder KRICT, KITECH en KIST, evenals verschillende universiteiten. De ambitie is duidelijk: een van de grote kwetsbaarheden van recycling verminderen, namelijk de afhankelijkheid van perfect gescheiden stromen.
Er is ook een technisch detail dat van belang is: het gebruik van waterstof in de toorts helpt de vorming van koolstofroet te beperken, een probleem dat de continuïteit van het proces in gevaar kan brengen. Een fakkel die minder vuil wordt, kan stabieler werken, en in industriële installaties is stabiliteit zo goed als een briljant idee. Een proces dat bij demonstratie tien minuten werkt en vervolgens elke twee uur stopt, blijft een leuk filmpje, weinig meer.
Waterstof ja, wonderen nee
De verleiding om het te omschrijven als een technologie die het plasticprobleem uitroeit is groot. Het zou ook comfortabel zijn. Een straal plasma, 0,01 seconde, ethyleen en benzeen klaar om terug te keren naar de productiecyclus, geen bergen afval meer. Jammer dat plastic een hardnekkiger bedrijf is dan dat.
Jaarlijks produceert de mensheid ruim 430 miljoen ton plastic, volgens schattingen van het Milieuprogramma van de Verenigde Naties, en een groot deel daarvan betreft kortlevende producten, die voorbestemd zijn om snel afval te worden. De OESO waarschuwt dat zonder nieuw beleid de productie, het gebruik en de verspilling van plastic tegen 2040 met 70% kunnen groeien ten opzichte van 2020.
Binnen zulke aantallen kan een recyclingtechnologie veel helpen, maar het blijft een deel van het werk. Plasticrecycling, ook al wordt het efficiënter, gaat gepaard met een enorme vraag naar nieuw plastic, met verpakkingen voor eenmalig gebruik, met mondiale toeleveringsketens die moeilijk te controleren zijn, met chemische additieven, transport, energiekosten en gescheiden inzameling die van land tot land sterk verschillen. Met een plasmatoorts kunt u een deel van uw afval slimmer verwerken. De stroomopwaartse reductie blijft op tafel liggen, ook al veroorzaakt deze minder ophef.
De waterstofproblematiek verdient dezelfde voorzichtigheid. Het aandrijven van het proces met waterstof kan uw ecologische voetafdruk verkleinen in vergelijking met vuilere alternatieven, vooral als die waterstof wordt geproduceerd met hernieuwbare energie. Als waterstof echter uit fossiele bronnen komt, loopt het verhaal van klimaatneutraliteit snel leeg. Technologie alleen biedt slechts één mogelijkheid. De energievoorzieningsketen bepaalt hoe schoon die mogelijkheid werkelijk wordt.
Nu hebben we de systemen nodig
Het Korea Institute of Machinery & Materials spreekt over verdere demonstraties en een pad naar commercialisering. Het is de fase waarin beloften beginnen te zweten. Het laboratorium controleert de temperatuur, tijden, stromen en zuiverheid; de industrie brengt variabiliteit, tonnen materiaal, onderhoud, verbruik, kosten, autorisaties, veiligheid, secundaire grondstoffenmarkt.
Het potentiële voordeel blijft aanzienlijk. Als het systeem er echt in zou slagen gemengde kunststoffen om te zetten in hoogzuiver ethyleen en benzeen, met continuïteit en concurrerende kosten, zou chemische recycling een veel concreter pad naar circulariteit kunnen bereiken. Het zou betekenen dat we de afhankelijkheid van nieuwe fossiele grondstoffen moeten verminderen om nieuw plastic te produceren en dat we waarde moeten geven aan afval dat tegenwoordig vaak op veel minder nobele wegen terechtkomt.
Het cijfer van 0,01 seconde is opvallend omdat het lijkt alsof sciencefiction vastzit in een systeem. Het ernstigste nieuws ligt echter elders: in de mogelijkheid om moeilijke kunststoffen te behandelen zonder al in de inzamelingsfase een onmogelijke zuiverheid na te streven. Plasticrecycling loopt vaak vast voordat het zelfs maar begint, omdat het wordt geconfronteerd met de verkeerde tas, vuile verpakkingen, gekoppeld materiaal en onvolmaakte selectie. Hier probeert de fakkel die chaos te nemen en er een bruikbare chemische vorm aan te geven.
Dan komen de rekeningen, de echte. Inzet energie, waterstof, zuiveringskosten, rendement op grote volumes, onderhoud, emissies door de hele keten. Voorlopig blijft het een veelbelovende technologie, concreet genoeg om serieus te worden genomen en jong genoeg om voorzichtigheid te betrachten.
Mogelijk bent u ook geïnteresseerd in:
