Universiteit Leibniz

Rotorbladen en kunststofafval uit de industrie recyclen

Het Instituut voor Kunststof- en Kringlooptechniek van de Leibniz-Universiteit start een onderzoeksproject op het gebied van mechanische recycling. Het doel is om vezelversterkte kunststoffen uit oude windturbines opnieuw bruikbaar te maken.

Hal met technische apparatuur. — Aan de Leibniz-universiteit doen wetenschappers onderzoek naar nieuwe methoden voor het recyclen van kunststoffen.

Goed voor het milieu, maar moeilijk af te voeren: windturbines gaan gemiddeld 20 jaar mee, daarna moeten ze worden vervangen. Het recyclen van oude turbines blijkt echter lastig. Met name de rotorbladen vormen een probleem vanwege hun materiaalsamenstelling uit vezelversterkte kunststoffen. Ook ander afval op basis van kunststof, zoals kofferbakafdekkingen van auto’s en kleinere onderdelen, bijvoorbeeld uit de gezondheidszorg en de farmaceutische industrie, maar ook uit elektrische en elektronische toepassingen, kan momenteel niet of slechts in beperkte mate worden gerecycled.

Recyclen van vezelversterkte kunststoffen

Op dit punt sluit een nieuw onderzoeksproject aan van het IKK – Instituut voor Kunststof- en Kringlooptechniek van de Leibniz-Universiteit Hannover (LUH), in samenwerking met KraussMaffei Extrusion (Laatzen), dat op 1 juli 2023 van start is gegaan. Onder leiding van prof. dr. ir. Hans-Josef Endres willen de wetenschappers een nieuw proces ontwikkelen om industrieel afval van technische kunststofonderdelen – dat wil zeggen van vezelversterkte kunststoffen en op kunststof gebaseerde composietmaterialen – opnieuw bruikbaar te maken. Het ministerie van Wetenschap en Cultuur van Nedersaksen financiert het ReKon-project met ongeveer 550.000 euro; de subsidieperiode bedraagt twee jaar.

Recycling in een gesloten kringloop

Het idee achter het project is dat gerecyclede kunststoffen in de industrie zoveel mogelijk weer worden gebruikt op de plek waar ze vandaan komen (closed-loop recycling). Zo zou een kofferbakafdekking later weer een kofferbakafdekking kunnen worden, of in ieder geval een ander auto-onderdeel. „De kwaliteit van een product neemt toe naarmate de input zo zuiver mogelijk is en zo min mogelijk verontreinigd is. De voorbehandelingsstappen – sorteren, scheiden, wassen en reinigen – spelen daarom een doorslaggevende rol”, zegt professor Endres. De voordelen wanneer de producent van het oorspronkelijke onderdeel ook voor de recycling zorgt, liggen voor de hand: de exacte samenstelling van de kunststof en de onderdelen is bekend, waardoor het sorteren aanzienlijk eenvoudiger is. Bovendien zijn de transportafstanden kort, waardoor lange transporten met een hoge CO₂-voetafdruk worden vermeden. Uiteindelijk worden toekomstige generaties onderdelen hierdoor ook recyclingvriendelijker ontworpen. Hierdoor daalt het verbruik van waardevolle grondstoffen.

Mechanische recyclingmethoden

Bij het recyclen van kunststoffen zijn er momenteel verschillende mogelijkheden: er wordt steeds vaker gebruikgemaakt van chemische en, sinds kort, ook op oplosmiddelen gebaseerde processen. Bij het IKK zet het team rond professor Endres in op de gevestigde, maar nog lang niet volledig ontwikkelde mechanische recyclingmethoden. In vergelijking daarmee onderscheiden deze mechanische recyclingprocessen zich door een aanzienlijk lager energie- en grondstoffenverbruik. Het principe is eenvoudig en ook toepasbaar op andere grondstoffen, zoals textiel: het kunststofafval wordt eerst vermalen. Vervolgens wordt het aldus verkregen materiaal in een extruder onder hoge druk en hoge temperaturen gesmolten, gereinigd en uiteindelijk verwerkt tot een soort granulaat. Dit gerecyclede materiaal – fijne kunststofkorrels – vormt vervolgens de basis voor nieuwe onderdelen, die elders opnieuw kunnen worden ingezet.

De nadruk ligt op materialen die tot nu toe moeilijk te recyclen waren

Het nieuwe onderzoeksproject richt zich op onderdelen waarin verschillende kunststoffen en ook andere materialen zodanig met elkaar zijn verbonden dat ze met de momenteel in de industrie beschikbare recyclingtechnologieën niet meer kunnen worden gescheiden. Het gaat daarbij voornamelijk om vezelversterkte kunststoffen uit rotorbladen, composietmaterialen uit de farmaceutische industrie, elektronisch afval en de zogenaamde lichte shredderfractie uit de auto-industrie, die ondanks het hoge aandeel kunststof momenteel als niet-recyclebaar wordt beschouwd en meestal wordt verbrand.

Toename van kunststofafval uit de industrie

De hoeveelheden kunststofafval in de industrie zullen in de toekomst nog verder toenemen. Zo bevat een nieuwe auto inmiddels meer dan 300 kilogram kunststof, en heeft de EU met de onlangs gepresenteerde verordening inzake autowrakken ambitieuze recyclingdoelstellingen geformuleerd voor toekomstige generaties voertuigen. Ook bij windturbines neemt het aantal installaties toe dat de komende jaren moet worden gerecycled. Een studie van het Duitse Federale Milieuagentschap uit 2022 gaat uit van maar liefst 430.000 ton glasvezelversterkte kunststoffen, alleen al afkomstig van de rotorbladen, die tegen 2040 zullen worden geproduceerd.