Ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft: von Anfang an mitdenken

Die Circular Economy gilt als zentraler Ansatz, um Ressourcen zu schonen und klimapolitische Ziele zu erreichen – insbesondere im Kunststoffsektor. Jährlich werden weltweit rund 535 Mio. Tonnen Kunststoffabfälle produziert, von denen etwa 52 % deponiert, 19 % verbrannt und nur 9 % rezykliert werden. Der Rest wird als „mismanaged waste“ bezeichnet und endet zu einem großen Teil in der Landschaft oder den Meeren [1]. Das Team um Steinbeis-Experte Markus Klätte hat den Status quo des Kunststoffrecyclings sowie Ursachen der aktuell unzureichenden Nutzung von Rezyklaten untersucht und die Ergebnisse in der Studie „Rezyklateinsatz in Kunststoffverpackungen: Techniktrends und Entwicklungspotenziale“ in der Steinbeis-Edition veröffentlicht.

Der Kunststoffverbrauch in Deutschland belief sich 2023 auf 11,25 Mio. Tonnen, was einem Rückgang von 9,3 % gegenüber 2021 entspricht. Rund 17 % wurden stofflich recycelt: 1,64 Mio. Tonnen Rezyklate aus Post-Consumer-Abfällen und 0,37 Mio. Tonnen aus Post-Industrial-Abfällen. Der verbleibende Anteil wurde primär thermisch verwertet [2].

Eine stoffliche Verwertung kann fossile Rohstoffe substituieren und CO₂-Emissionen reduzieren. Dennoch ist dies trotz großer Fortschritte in den Sortier- und Recyclingverfahren für einen großen Anteil der Kunststoffabfälle nicht möglich, weil die Komplexität der Abfälle und der daraus resultierende Trennaufwand häufig weder ein ökonomisches noch ein ökologisches Recycling ermöglichen. Ein zentraler Grund dafür ist die heterogene Zusammensetzung der Kunststoffe: Polymere, Additive, Füllstoffe und Copolymere werden für spezifische Eigenschaften kombiniert und durch Fremdstoffe aus Nutzung und Sammlung ergänzt.

Die Heterogenität von Kunststoffabfällen wird durch folgende Faktoren erhöht [3]:

• Fremdstoffe: Eingetragen durch Nutzung oder Fehlwürfe in der Sammlung (zum Beispiel organische Reste, Staub) mit Migration in die Polymermatrix und resultierenden Geruchsproblemen.
• Begleitstoffe: Funktionale Elemente wie Etiketten oder Kleber, die die Rezyklatqualität (zum Beispiel Transparenz, Festigkeit) mindern und Restfraktionen erzeugen.
• Komponentengemische: Basispolymer ergänzt durch Additive (Stabilisatoren, Pigmente) und Füllstoffe; Homo-, Co- oder Blend-Polymere.
• Polymertypen: Innerhalb einer Art (zum Beispiel PE) Unterschiede in der Struktur (HD, LD, LLD) sowie in den Kettenlängen.
• Compound-Materialien: Multilayer-Strukturen, Barriereschichten, Metallisierungen oder Faserverstärkungen [3].

„600 Chemikalien in einem Joghurtbecher sind irre“ – dieses Zitat verdeutlicht die Herausforderungen bei der Trennung von Materialien [4].

Nicht nur Technik entscheidet 

Neben der Heterogenität müssen die nutzungsbedingte Alterung, die durch Recyclingtechnologien bedingten Veränderungen [5] sowie die damit verbundenen mechanischen und chemischen Eigenschaften der Abfälle berücksichtigt werden. Rezyklate aus dem mechanischen Recycling nicht produktspezifischer Sammlungen weisen daher stets Abweichungen von der Neuware auf [6]. Dies führt zu Downcycling, zum Beispiel von Lebensmittelverpackungen zu Anwendungen ohne Lebensmittelkontakt.

Daraus resultieren für Unternehmen, die Rezyklate einsetzen, rechtliche Haftungsrisiken, weil die Produkteigenschaften schwer garantierbar sind. Insbesondere bei langlebigen Gütern mit Legacy-Substanzen bestehen hohe Risiken, die finanzielle Verluste und Imageschäden verursachen können. Neben einer effizienten Technik sind daher auch Risikomanagement und Qualitätssicherung essenziell. Im Fokus des stofflichen Recyclings stehen deshalb weitgehend homogene Abfallfraktionen, die eine gezielte Prozessoptimierung, abschätzbare Risiken und eine wirtschaftliche Viabilität ermöglichen.

Drei Verfahren – ein Ziel

Technisch gesehen können mechanische, physikalische und chemische Recyclingverfahren genutzt werden. Das mechanische Recycling ist voll etabliert und bietet den größten ökologischen Nutzen. Sortenreine Sammlungen, wie bei PET-Flaschen mit nachfolgender Repolymerisation oder das Rewindo-Programm zum Recycling von PVC-Fenstern, ermöglichen weitgehend geschlossene Kreisläufe.

Heterogene Abfallströme erfordern jedoch eine umfangreiche Sortierung, die zu Rezyklaten mit gemischten Eigenschaften führt, die für hochwertige Ursprungsanwendungen – zum Beispiel im Lebensmittelkontakt oder in technischen Anwendungen – häufig ungeeignet sind. Lösemittelbasierte Verfahren als physikalisches Recycling erweitern die Möglichkeiten, indem das Grundpolymer aufgereinigt wird. Allerdings können auch hier Reststoffe im Rezyklat verbleiben.

Als weiterer Ansatz wird das chemische Recycling verfolgt, da hier auch heterogene Kunststoffmischungen zu niedermolekularen Substanzen gespalten werden können, was eine bessere Aufreinigung ermöglicht. Zu nennen sind insbesondere solvolytische Verfahren für Polyamide (zum Beispiel PA6), Polyethylenterephthalat (PET) und Polyurethane sowie thermische Verfahren wie Pyrolyse, Verölung und Gasifizierung. Die Herstellung von Polymeren in Virgin-Grade-Qualität ist damit grundsätzlich möglich. Chemisches Recycling ermöglicht somit eine vollständige Trennung und Rückführung zu Monomeren – allerdings mit Stoffverlusten und erhöhtem Energiebedarf [7].

Die öffentliche Wahrnehmung priorisiert mechanisches Recycling aus gutem Grund [8]. Dennoch sind die verschiedenen Ansätze komplementär: mechanisch für homogenere Fraktionen, physikalisch für mittlere sowie chemisch für heterogenere Kunststoffabfälle. Alle Verfahren profitieren jedoch von einer möglichst sortenreinen Erfassung, da Prozesse so technisch stabiler und wirtschaftlicher betrieben werden können [9]. Lösemittelbasierte Verfahren werden daher bevorzugt bei einem Störstoffgehalt unter 10 % eingesetzt. Selbst für thermische Verfahren werden Polyolefingehalte von über 85 % empfohlen.

Recyclingquote steigern – Nachhaltigkeit fördern 

Zur Steigerung von Qualität und Quantität der Rezyklate sind unter anderem folgende Maßnahmen denkbar [3]:

• Produktgestaltung: Stärkung von Design for Recycling sowie Materialauswahl für Demontierbarkeit und Trennbarkeit.
• Sammlung: Etablierung möglichst sortenreiner Sammelwege (Bringsysteme, Pfandsysteme, Mehrwegoptionen). Wo dies nicht möglich ist, sollte eine möglichst frühe Trennung der Abfallströme nach Art, Sorte, Farbe und Herkunft erfolgen.
• Recyclingtechnologien: Integration und Ausbau physikalischer und chemischer Recyclingverfahren für geeignete Fraktionen sowie Bereitstellung von Schadstoffsenken durch Downcycling oder thermische Verwertung.
• Nutzung von Rezyklaten: Schrittweise Aufwertung des Images von Sekundärrohstoffen, Initiierung branchenspezifischer Lösungen und Nutzung gesetzlicher Anreize, um Risiken beim Einsatz von Rezyklaten zu verringern.
• Forschung und Entwicklung: Weiterentwicklung effizienter Sortier- und Recyclingmethoden, einschließlich KI-gestützter Rückverfolgbarkeit sowie Förderung entsprechender Forschung und Entwicklung in den Recyclingtechnologien.

Diese und weitere Maßnahmen können die Recyclingquote signifikant erhöhen und damit zu einer nachhaltigeren Kunststoffwirtschaft beitragen [3].

Ausblick und Handlungsbedarf 

Mit einer mechanischen Recyclingrate von 37,9 % bei 5,91 Mio. Tonnen Abfall 2023 [2] zeigt Deutschland Fortschritte. Dennoch erfordert eine globale Circular Economy eine enge interdisziplinäre Kooperation zwischen Chemie, Materialwissenschaften, Ingenieurwesen und Politik. Die Integration komplementärer Recyclingverfahren sowie geeignete regulatorische Rahmenbedingungen sind entscheidend, um Ressourcenverluste zu minimieren und Umweltbelastungen dauerhaft zu reduzieren.

[1] World Ressources Institute. “Insights: Ocean.” Zugriff am: 23. Februar 2026. [Online.] Verfügbar: www.wri.org/insights/plastic-pollution-global-plastics-treaty-explained
[2] C. Lindner, J. Schmitt, J. Hein und H. Fischer. „Stoffstrombild Kunststoffe in Deutschland 2023. Zahlen und Fakten zum Lebensweg von Kunststoffen.“ Zugriff am: 22. Februar 2026. [Online.] Verfügbar: www.bkv-gmbh.de/files/bkv/studien/Kurzfassung%20Stoffstrombild%202023.pdf
[3] M. Seitz, B. Langer, U. Sauermann und M. Klätte, „Rezyklateinsatz in Kunststoffverpackungen: Techniktrends und Entwicklungspotenziale“ (Schriftenreihe Ressourcen-Technologie und Management). Stuttgart: Steinbeis-Edition, 2026.
[4] Chemiker fordert Plastik Umdenken: „600 Chemikalien in einem Joghurtbecher sind irre.“ Der Spiegel, 2018. Zugriff am: 23. Februar 2026. [Online]. Verfügbar unter: youtu.be/9sSAVa0AP5U
[5] L. Starke und S. Fiedler. „Recyclingfähigkeit sortenreiner Verarbeitungsabfälle“ (Kunststoff-Recycling 3). Moers: Agst, 1993.
[6] D. Stapf, M. Wexler und H. Seifert. „Thermische Verfahren zur rohstofflichen Verwertung kunststoffhaltiger Abfälle“, 2019.
[7] P. Quicker und M. Seitz. „Abschätzung der Potenziale und Bewertung der Techniken des thermochemischen Kunststoffrecyclings.“ Zugriff am: 22. Februar 2026. [Online.] Verfügbar: www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/11850/publikationen/154_2024_texte_thermochemisches_kunststoffrecycling.pdf
[8] GAIA. “Chemical Recycling: Distraction, Not Solution.” Zugriff am: 22. Februar 2026. [Online.] Verfügbar: www.no-burn.org/wp-content/uploads/2021/11/CR-Briefing_June-2020.pdf
[9] M. Seitz, V. Cepus, M. Klätte, D. Thamm und M. Pohl. „Evaluierung unter Realbedingungen von thermisch-chemischen Depolymerisationstechnologien (Zersetzungsverfahren) zur Verwertung von Kunststoffabfällen.“ Zugriff am: 22. Februar 2026. [Online.] Verfügbar: opac.dbu.de/ab/DBU-Abschlussbericht-AZ-34351_01-Hauptbericht.pdf