Vakantie geeft mij de gelegenheid om een stapel, nog niet gelezen, techniektijdschriften zoals De Ingenieur en Nederlandse Procestechnologen door te lezen. Thuis kom ik er doorgaans niet aan toe vanwege allerlei andere beslommeringen en prioriteiten. Die ongelezen stapel blijft qua hoogte een beetje constant; langzaamaan worden de oude vervangen door nieuwe. Zo las ik een exemplaar van De Ingenieur uit maart 2016 met als thema “prachtig plastic”. Het leuke van het teruglezen van een ouder tijdschrift is om te lezen hoe we toen tegen een thema aankeken. Hoe keken we toen tegen plastic recycle aan? En hoe is dat nu?

Beter hergebruik

Het artikel beschrijft de toename van de hoeveelheid gerecycled plastic van de Nederlandse huishoudens van 10% in 2010 tot 50% in 2016, maar noemt ook dat de sector nog zwaar aan de subsidie-infuus ligt en de matige kwaliteit van het gerecyclede materiaal.

Het overgrote deel gaat over mechanische recycle en de beperkingen daarvan. Er zijn maar liefst 250 soorten verpakkingsplastic, die allemaal weer anders zijn en wat uiteindelijk resulteert in een laagwaardig product waar bijvoorbeeld bermpaaltjes van gemaakt kunnen worden. Van chemische recycle, waarbij de polymeren weer worden afgebroken tot hun oorspronkelijke monomeren, zijn op dat moment maar twee bedrijven actief: QCP en Ioniqa. De eerste is mijns inziens niet eens volledig chemisch, maar een combinatie van mechanisch (het smelten van de polymeren door middel van extrusie) en het bijmengen van additieven om de eigenschappen van het materiaal te verbeteren. Ioniqa heeft wel een volledig chemisch proces, waarbij PET-polymeren in een ionische vloeistof met behulp van een katalysator in stukjes worden geknipt tot hun oorspronkelijke monomeren. Het nadeel van vervuiling van het materiaal bij mechanische recycle wordt voorkomen bij chemische recycle, maar het afbreken van de polymeren kost veel energie en wordt daarom in 2016 nog nergens in de wereld commercieel toegepast.

Chemische recycle door pyrolyse

Het maatschappelijke bewustzijn van de enorme milieu impact van plastic afval is onder andere gevoed door een documentaire als A Plastic Ocean en heeft overheden bewogen om hier iets aan te gaan doen. Hieruit zijn als eerste de UK Plastics Pact (2018) ontstaan en daarna de EU Circular Plastic Alliance waarin doelen zijn gesteld om de lineaire plastic productieketens om te turnen naar een circulaire. Deze combinatie heeft een kick-start gegeven aan initiatieven om de al eerder ontwikkelde chemische recycletechniek van pyrolyse van plastic te vercommercialiseren. Een grote uitdaging is om plastic dusdanig te recyclen dat ze in verpakking van voedingsmiddelen gebruikt kunnen worden (food-grade). Iets wat met mechanische recycle niet haalbaar is. Alternatieven zijn het verbranden van plastic om er energie mee te maken en storten (niet echt een alternatief in de oplossing, maar toch nog steeds goed voor zo’n 20% van het afval…)

Pyrolyse van plastic is het thermochemische proces van verhitten van plastic, al dan niet onder invloed van een katalysator, waarbij de polymeren worden afgebroken tot kleinere moleculen. De producten zijn olie, gas en char (een vaste koolstof reststroom). Het gas kan gebruikt worden om de energie van het eigen proces mee op te wekken, de olie kan op specificatie worden gebracht en als voeding aan een traditioneel kraakproces worden toegevoegd en de char kan als alternatieve brandstof in de cementindustrie worden gebruikt. En daarmee wordt een groot deel van de plastic productieketen circulair en een interessant alternatief voor storten en energieopwekking, en een aanvulling op mechanische recycle.

Vera Van Velsen, Could pyrolysis be the solution to plastic pollution?

Een kritische noot te kraken

Hoewel het ene chemische recycleproces na het andere als paddenstoelen uit de grond schiet is er ook kritiek.

Een artikel van RTL nieuws verwijst naar een onderzoek van het Amerikaanse Global Alliance for Incinerator Alternatives (GAIA) waarin niet alleen polymeren, maar onder andere ook de volgende kritische noten worden gekraakt:

  • De potentie van de chemische recycle technologie wordt overdreven door de industrie
  • De impact van bedrijven die wel actief zijn is klein en zal de komende 10 jaar ook geen deuk in het dikke pak boter slaan dat plastic waste heet. Het leidt zelfs af van het ontwikkelen van een duurzame alternatieven
  • Er zijn verschillende tegenstrijdige berichten over de milieu-impact van chemische recycle

Appels en peren

Uiteraard zijn er uit de industrie ook tegengeluiden c.q. verweren tegen dit rapport. Onder andere van de American Chemistry Council (ACC), zeg maar de Amerikaanse VNCI en uit de plastic- en afvalverwerkingsindustrie zelf. De partijen zijn het op een aantal punten met elkaar eens, en verschillen op een aantal punten met elkaar van mening. Zoals zo vaak, is het maar net hoe je naar een situatie kijkt en waar je de nadruk op legt.

Zo is er een wetenschappelijk artikel Life-cycle analysis of fuels from post-use non-recycled plastics (Benavides et al., Fuel, Volume 203, 1 September 2017, Pages 11-22) waarin staat beschreven dat “van afval afgeleide brandstof een 58% lager waterverbruik had en tot 96% lager verbruik van fossiele brandstoffen dan bij de productie van conventionele ULSD (diesel) -brandstof wordt gebruikt in het basisscenario”. In een ander artikel (Jeswani et al., Science of the Total Environment 769 (2021), Life cycle environmental impacts of chemical recycling via pyrolysis of mixed plastic waste in comparison with mechanical recycling and energy recovery) kan je het volgende plaatje zien:

Daarin zie je dat chemische recycle, vergelijkbaar met mechanische recycle, een stuk gunstiger (42%) uitpakt voor wat betreft CO2 uitstoot dan verbranden. En chemische recycle op het gebied van milieuaspecten zoals verzuring, maar met name toxiciteit, slechter scoren.

Maar de een gaat over de productie van brandstof en de andere over productie van voedingsolie voor een chemisch proces. Verder worden de uitkomsten van de kwaliteit van de producten (olie, gas en char) vrijwel volledig bepaald door de plastic voeding die wordt aangeboden. Hier geldt letterlijk: crap in = crap out. Hoe meer huishoudelijke afvalresten in de voeding zitten, hoe meer ellende je aan de achterkant kan verwachten. In huishoudelijk afval zitten organische, chloor (bleekwater) en ammoniak resten, die in combinatie met PET kunnen leiden tot dioxines in zeer lage concentraties. Indien geen huishoudelijk afval of PET in de voeding aanwezig is, is de vorming van dioxines niet detecteerbaar (in tegenstelling tot bij verbranding van plastic).

Key in een milieu-veilige chemische recycle is dus een goede voorscheiding en garantie dat uitsluitend bepaalde plastics worden aangeboden.

Is chemische plastic recycle de heilige graal in de oplossing van de plasticproblematiek?

Er zijn op korte termijn simpelweg (nog) geen goede alternatieven voor sommige plastic toepassingen, met name in verpakking en gebruik in 
voedingsmiddelen. Dus het geheel uitbannen van plastic zal nog wel even duren. Dat de plasticindustrie meedenkt hoe verpakkingen van niet voeding gerelateerde producten minder kan of hoe bio afbreekbare of biologisch gebaseerd plastic op den duur fossiele plastic kan vervangen lijkt me een goede zaak en wordt ook door de plastic industrie en recycle industrie aangemoedigd en ondersteund.

In de tussentijd zie ik chemische plastic recycle niet als een op zichzelf staande heilige graal, maar als een prima en broodnodige aanvulling op andere methoden in de strijd tegen plastic afval.