F I S CH ROADMAP POLYMEER KRINGLOPEN. Chemistry for Sustainability. Flanders Innovation Hub for Sustainable Chemistry

FISCH

Jan Chemistry for SustainabilityMa Flanders Innovation Hub

for

Sustainable Chemistry

Chemistry for Sustainability

Dia Bou B-1

T + F + ROADMAPM +

POLYMEER KRINGLOPENjvan

ww

FISCH Chemistryfor for Sustainability Chemistry Sustainability

Jan Van Havenbergh, dr. sc. Managing Director Diamant Building Boulevard Auguste Reyerslaan 80 B-1030 Brussels

INHOUDSTABEL

T +32 2 238 97 64 F +32 2 230 71 18 M +32 496 529 526

MANAGEMENT SUMMARY 4

[email protected] www.fi-sch.be

1 ACHTERGROND 7 1.1 FLANDERS’ INNOVATION HUB FOR SUSTAINABLE CHEMISTRY 7 Over FISCH 7 Aanleiding voor het ontwikkelen van roadmaps 8 Doel 8 1.2 DE KUNSTSTOF SECTOR ONTCIJFERD 9

MANAGEMENT SAMENVATTING 5

2 MARKT EN TECHNOLOGIE ROADMAPPING 11 2.1 METHODIEK EN STRUCTUUR 11 2.2 DE GLOBALE ROADMAP 12 ONTWIKKELD OP INITIATIEF VAN:

FISCH vzw Flanders Innovation Hub for Sustainable Chemistry Diamant Building, Auguste Reyerslaan 80, 1030 Brussel

BEGELEIDING EN REDACTIE:

B. Römgens en J. Vanden Berghe

3 DE MARKT 14 3.1 BELANGRIJKSTE DRIVERS VOOR POLYMEER EN KUNSTSTOF RECYCLING 14 3.2 OPPORTUNITEITEN IN PRODUCT EN PROCES INNOVATIES VOOR HET SLUITEN VAN KUNSTSTOF KRINGLOPEN 16 3.3 BELANGRIJKSTE UITDAGINGEN VOOR HET SLUITEN VAN KUNSTSTOF KRINGLOPEN 17 4 VISIE EN AMBITIES M.B.T. POLYMEER EN KUNSTSTOF RECYCLING 20 4.1 DE VISIE OP POLYMEER EN KUNSTSTOF RECYCLING IN 2030 20

Duboisstraat 39 b1 2060 Antwerpen Tel.: 03 206 65 40 Fax: 03 226 05 15 www.dnv.be

2

MET DE MEDEWERKING VAN:

ANL Plastis, Associatie Universiteit & Hogescholen Antwerpen, Balta Group, Borealis, Centexbel, Chemstream, Conwed Plastics, Deceuninck NV, Desso, Didak Injection, Eco Treasures, Flanders’ PlasticVision, Fost Plus, Ineos ChlorVinyls, Intersolution bvba, Nitto Europe NV, OVAM, Pack4Food, Plarebel, PreSelectPack, Proviron, Ravago Plastics, Recticel NV, Shark Solutions BVBA, SIM flanders, SIOEN Industries NV, SITA, Solutia Europe bvba, Solvay, Styrolution Belgium NV, UGent HOWEST, UGent CPMT, Universiteit Hasselt, Van Heede Polymers & Compounds, Vlaamse Confederatie Bouw, VETEX nv, VITO, Vitra NV, Vlaams Kunststof Centrum

FEBRUARI 2014

ROADMAP POLYMEER KRINGLOOP

5 INNOVATIES 24 5.1 TECHNOLOGISCHE INNOVATIES 24 5.2 UITWERKING GEPRIORITEERDE INNOVATIES 25 6 ONDERZOEK EN ONTWIKKELINGSPLAN 29 6.1 KORTE OMSCHRIJVING PROJECTEN 30 Korte termijn 30 Middellange termijn 31 Lange termijn 32 BIJLAGE 1 VISIE OP POLYMEER EN KUNSTSTOF RECYCLING PER TIJDVAK 33 BIJLAGE 2 KANSEN KUNSTSTOF & CHEMIE VOOR SLUITEN POLYMEER KRINGLOPEN 34 BIJLAGE 3 UITDAGINGEN VOOR SLUITEN POLYMEER KRINGLOPEN 36 BIJLAGE 4 VERKENNING TECHNOLOGIEËN 37 BIJLAGE 5 UITWERKINGEN MUST HAVE INNOVATIES 40


3


Jan Van Havenbergh, dr. sc. Managing Director Diamant Building Boulevard Auguste Reyerslaan 80 B-1030 Brussels T +32 2 238 97 64 F +32 2 230 71 18 M +32 496 529 526

ized concerning a number of product and process characteristics: new polymeric materials with a high This document describes a roadmap for plastics and [email protected] added value that are also efficient to recycle, ECO polymers recycling in Flanders, developed on the iniwww.fi-sch.be and/or resource labels for materials, high performance tiative of FISCH, Flanders Innovation Hub for Sustainchemical and mechanical separation technologies, 100 able Chemistry. This roadmap is a tool to design tech% correct collection and sorting of waste plastics, intenical development paths and strategies for the sector gral chain management to make logistical and processof plastics and polymers recycling, with regard to reing steps efficient and smooth, controlled processes search, development and demonstration. The roadmap that can deliver recycled polymers and plastics of guarhas been developed both in a graphical and a textual anteed quality. form and describes the relationships between societal AIMS

and market trends, crucial areas of development, and technical and R&D challenges. MARKET For Flanders, plastics production, processing and recycling is of utmost importance. The plastics industry is the main contributor to the Belgian trade balance. There is a significant market potential for the recovery and recycling of plastics and polymers. In Flanders, all relevant market players present. Two generic drivers for the recycling of plastics are the decline in the competitiveness of European manufacturing industry due to the rise of the BRIC countries and the Middle East and the rising cost of energy and (basic) resources. By focusing on recycling of the (local) plastic waste our region can, in the long term, provide part of its own raw material requirements. Moreover, in the future, because of the increasing importance of sustainability to consumers, the use of recycled plastic will ensure a competitive advantage. Major obstacles in Flanders and Europe are the complex legislation for waste transport across borders and the high collection and sorting costs mainly for post-consumer plastic waste. AMBITIONS In the coming years, major advances have to be real-

4


MANAGEMENT SAMENVAT TING

MANAGEMENT SUMMARY

To achieve these goals, cooperation within the plastic chain - raw material suppliers, processors and recyclers – is required, but also with relevant knowledge areas such as basic chemistry, separation technology, biotechnology and materials technology. TECHNOLOGY AND R&D To achieve the proposed goals, research and new developments are needed in different parts of the plastics chain: collection and sorting, (raw) materials and recycling. The most important innovations identified in the areas of collection and sorting are correct and economical mechanical separation, material scanning and detection and a flexible and modular processing. We need to be able to sort smaller fractions and streams in an economic and ecological way. These technological innovations can be enhanced by developments in (raw) materials, including the composition of polymer blends that provide particular add-on functionalities using new or existing compatibilizers, standardization of materials and the design and installation of tracers and triggers. Finally, the recycling processes will have to be renewed and optimized. In this perspective stabilization techniques for polymers, depolymerization processes and compatibilizers or other ecological excipients are of very high importance.

DOELSTELLING Dit document beschrijft een roadmap voor kunststof- en polymeerrecyclage in Vlaanderen, ontwikkeld onder impuls van FISCH, de Vlaamse Competentiepool voor Duurzame Chemie. Deze roadmap is een hulpmiddel om binnen het domein van kunststof- en polymeerrecyclage ontwikkelingstrajecten en strategieën uit te werken op sectorieel niveau, op het gebied van onderzoek, ontwikkeling en demonstratie. De roadmap is zowel in grafische als in tekstuele vorm uitgewerkt en beschrijft verbanden tussen maatschappelijke en markttrends, cruciale ontwikkeldomeinen en technologische en R&D-uitdagingen. MARKT Voor Vlaanderen is de kunststofproductie, verwerking en recyclage van zeer groot belang. De kunststof industrie levert de belangrijkste bijdrage aan de Belgische handelsbalans. Er bestaat een belangrijk marktpotentieel voor de terugwinning en recyclage van kunststoffen en polymeren. In Vlaanderen zijn alle relevante marktspelers aanwezig. Twee algemene drivers voor de recyclage van kunststoffen zijn de afname van de concurrentiekracht van de Europese maakindustrie door opkomst van de BRIC landen en het Midden Oosten en de stijgende kosten voor energie en (basis)grondstoffen. Door in te zetten op recyclage van de (lokale) kunststof afval kan onze regio op termijn een stuk in haar eigen grondstofbehoefte voorzien. Bovendien zal in de toekomst, door het toenemend belang van duurzaamheid voor de consumenten, het gebruik van kunststof recyclaten een competitief voordeel geven. Belangrijke hinderpalen in Vlaanderen en Europa zijn de moeilijke wetgeving voor afvaltransport

over landsgrenzen en de hoge inzamelen sorteringskosten voornamelijk voor post-consumer kunststof afval. AMBITIES In de komende jaren moeten belangrijke doorbraken gerealiseerd wordt op vlak van een aantal producten proceseigenschappen: nieuwe polymere materialen met een hoge toegevoegde waarde die ook effiënt te recycleren zijn, eco- en/of grondstoffenlabels voor materialen, performante chemische en


5



T +32 2 238 97 64 F +32 2 230 71 18 +32 496juiste 529 526 mechanische scheidingstechnologieën,M100%

vlak van inzameling en sortering zijn een correcte inzameling en sortering van kunststofafval, integrale en economische mechanische scheiding, materiaal [email protected] ketenbewaking om logistieke en verwerkingsprocesscan en detectie en een flexibele en modulaire verwww.fi-sch.be sen efficiënt en vlot te laten verlopen, gecontroleerwerking. Ook kleinere fracties en stromen moeten de processen die recyclaat van een gegarandeerde ecologisch en economisch gesorteerd kunnen workwaliteit kunnen leveren. Om deze doelstellingen te den. Deze technologische innovaties kunnen verbereiken is samenwerking noodzakelijk binnen de sterkt worden door ontwikkelingen op materiaal en kunststofketen - grondstofleveranciers, verwerkers grondstoffen niveau, zoals de samenstelling van en recycleurs – maar ook met relevante kennisdopolymeren blends die specifieke add-on functionalimeinen zoals de basis chemie, scheidingstechnoloteiten leveren al dan niet gebruik makend van nieugie, biotechnologie en materiaaltechnologie. we of bestaande compatibilisatoren, standaardisatie van materialen en het ontwerpen en inbouwen van TECHNOLOGIE EN R&D tracers en triggers. Tenslotte zullen ook de recyclage processen vernieuwd en geoptimaliseerd moeten Om de voorgestelde ambities te realiseren, zijn onworden. Hierbij wordt voornamelijk belang gehecht derzoek en nieuwe ontwikkelingen nodig in verschilaan de stabilisatie technieken voor polymeren, delende onderdelen binnen de kunststof keten: inzapolymerisatie processen en compatibilisatoren of meling & sortering, materialen & grondstoffen en andere ecologische hulpstoffen. recyclage. De belangrijkste geïdentificeerde innovaties op het

1. ACHTERGROND 1.1 FLANDERS INNOVATION HUB FOR SUSTAINABLE CHEMISTRY OVER FISCH FISCH, de drijvende kracht achter deze roadmap, is een gezamenlijk initiatief van de Vlaamse chemische sector en de Vlaamse overheid, dat zich inzet om de transitie naar duurzaamheid te faciliteren en te versnellen. De missie van de vzw FISCH is concreet: het identificeren, stimuleren en katalyseren van innovaties voor duurzame chemie in Vlaanderen. Het is het eerste chemie-kenniscentrum in Europa dat duurzaamheid als belangrijkste criterium neemt voor het beoordelen en realiseren van projecten. FISCH is

Micro-Algen

Miniatuur chemie-fabriekjes van de toekomst

het resultaat van een haalbaarheidsstudie van chemiebedrijven, chemieprofessoren en kenniscentra naar een innovatieplatform voor duurzame chemie in Vlaanderen, die werd uitgevoerd onder leiding van essenscia. FISCH structureert zijn activiteiten in zeven innovatieprogramma’s. Deze innovatieprogramma’s zijn zorgvuldig gedefinieerd en kaderen binnen een strategische innovatieagenda, die de belangrijkste doorbraakthema’s omvat voor een meer duurzame chemie in Vlaanderen.

Hernieuwbare Chemicaliën

De kracht van de natuur gebruiken

Scheidingstechnologie

Microprocestechnologie

Polymeer Kinglopen

Valorizatie van nevenstromen

Hoe zuiverder, hoe beter

Kunststoffen oneindig hergebruiken

Hoe kleiner, hoe efficiënter

Afval wordt grondstof

Kennistools Kennis is macht

FISCH Innovatie Programma’s

6



7



T +32 2 238 97 64 F +32 2 230 71 18 FISCH creëert een forum waar kleine, middelgrote en M +32 496 529 526

map identificeert korte- en langetermijndoelstellingen, grote bedrijven uit alle Vlaamse industriesectoren door gebaseerd op marktnoden en -trends. De roadmap [email protected] open samenwerking onderling en met de kennisinstelverbindt deze doelstellingen met specifieke technologiwww.fi-sch.be lingen duurzame (bio)chemische oplossingen realisesche oplossingen en uitdagingen. Een roadmap vormt ren die een positieve bijdrage leveren tot het oplosop deze manier dus een plan dat ontwikkelpaden naar sen van de huidige en toekomstige maatschappelijke nieuwe producten en processen of opkomende techuitdagingen. nologieën weergeeft. Roadmaps laten de chemiesector onder andere het volgende toe: AANLEIDING VOOR HET ONTWIKKELEN VAN ROADMAPS - Het bepalen van de sterktes en zwaktes van VlaandeFISCH heeft de taak op zich genomen om op maat ren in elk van de innovatieprogramma’s; van de Vlaamse chemie-gebruikende industrie duide- Het maken van strategische, visionaire keuzes voor lijke ontwikkelpaden bloot te leggen voor technologionderzoek, ontwikkeling en investering op (middel) sche innovaties die zullen bijdragen tot een duurzame lange termijn; chemiesector. De wereld na 2030 zal in vele opzichten - Het ondersteunen van consortia van bedrijven om te verschillen van de wereld vandaag, bijvoorbeeld door investeren in strategische R&D-, demonstratie- of innieuwe klantenverwachtingen, toenemende schaarste frastructuurprojecten die een belangrijke meerwaaraan grondstoffen de hebben voor de Vlaamse chemische industrie. en veranderende procesomstandigheden. De Vlaamse De zes roadmaps werden in volle transparantie ontwikchemische industrie wil zich volop richten op de toekeld met actieve input en medewerking van bedrijven komst. De sector wil haar goede positie op de werelden onderzoeksgroepen actief in de relevante domeimarkt behouden en zelfs versterken. Daarom is het van nen. Het uitgangspunt voor deze roadmapoefening Poessentieel belang om samen met de chemische bedrijlymeer Kringlopen was een desktopstudie uitgevoerd ven, hun klanten, hun leveranciers en kennispartners door Centexbel. vast te stellen welke belangrijke kansen en uitdagingen er bestaan voor de chemiesector in Vlaanderen. DOEL Roadmaps met een concrete strategie werden ontwikkeld voor de Vlaamse industrie voor de volgende zes innovatieprogramma’s: 1. Micro-algen 2. Hernieuwbare chemicaliën 3. Polymeer kringlopen 4. Valorisatie van Nevenstromen 5. Microprocestechnologie 6. Scheidingstechnologie Deze roadmaps zijn een hulpmiddel voor FISCH en de Vlaamse chemiesector om in te schatten welke projecten en ontwikkelingstrajecten de meeste toegevoegde waarde kunnen genereren voor Vlaanderen. Een road8


Het doel van de roadmap polymeer kringlopen is het stimuleren van waardecreatie uit EoL & productie uitval van kunststoffen door: - Het ontwikkelen van een visie op recyclage kringlopen voor polymeer kringlopen. - Het ontwikkelen en promoten van chemische technologieën voor kunststof recyclage. - Het ontwikkelen van EoL upgrading technologieën (Plastic-to-Fuel, Plastic-to-Feedstock, nieuwe toepassingen, etc.). - Het ontwikkelen van technieken, die de degradatie van kunststoffen verhinderen. - De randvoorwaarden voor een efficiënte en economische recyclage te bewerkstelligen

1.2 DE KUNSTSTOF SECTOR ONTCIJFERD Deze zes kunststoffen zijn goed voor 80% van de Europese vraag, dat was 47 miljoen ton in 2011.

De zes meest gebruikte plastics in de kunststofverwerking in Europa in termen van marktaandeel zijn: • Polyethyleen (PE) • Polypropyleen (PP) • Polyvinylchloride (PVC) • Polystyreen (PS) • Polyethyleentereftalaat (PET)

België is wereldwijd marktleider in per inwoner verwerking en productie van kunststoffen, resp. 200 en 646 kg per inwoner.

• Polyurethaan (PUR)

700

646

600 500 400

348

300

240

200

133

100 0

België

Nederland

Duitsland

109

113

Frankrijk

Europa*

92

Japan

91

Italië

67

Spanje

VK

51

48

40

Midden Oosten

China

Wereld

Kunststof productie in kg per inwoner (2011), Bron: Plastics Europe (2012)

250

200

200

144

150

117 100

105

102

92

91

75

73

71

50

59

40

34

0 België

Duitsland

Italie

Tjechië

Nederland

Japan

Europa*

Spanje

Frankrijk

Polen

VK

China

Wereld

Industrieel kunststof verbruik in kg per inwoner (2011), Bron: Plastics Europe (2012)


9



2 Markt en Technologie Roadmapping 2.1 Methodiek en structuur

T +32 2 238 97 64 +32 2 230 71 18 België vewerkt 5% en produceert 10% Fvan alle kunstM +32 496 529 526

ton) door verbranding voor energie productie. stof in de Europese Unie, ondanks dat slechts 2,2% België behoort tot de EU-elite als het gaat om de revan de EU-bevolking in België woont. [email protected] cuperatie van plastic afval: 30% wordt gerecycleerd en www.fi-sch.be 66% wordt verbrand om energie te produceren. De industrie levert de belangrijkste bijdrage aan de Belgische handelsbalans met een netto-uitvoer in 2012 van EUR 10,7 miljard. Dit is ruim meer dan de bijdrage van farmaceutica (EUR 7,9 miljard) en ijzer en staal (4,4 miljard euro). De totale export en import EU in 2012 was respectievelijk EUR 28,7 miljard en EUR 18,0 miljard. Belgie

28%

22%

28%

2% 2% 3% 3% 3% 3% 3% 3% 3% 3% 7% 7% 7%

22%

14%

8% 7%

Duitsland Duitsland Frankrijk Frankrijk

8%

14%

Italië

Italië

Spanje

Spanje

Polen

Polen

Turkije

Turkije

China

China

Zweden Zweden Andere Andere

De grootste exportmarkten voor Belgische kunststof en rubber producten zijn Duitsland, Frankrijk, Nederland en het Verenigd Koninkrijk. Deze vier markten zijn goed voor 14,8 miljard euro in verkoop, wat overeenkomt met meer dan de helft van totale uitvoer in de industrie. Meer dan de helft van de 47 miljoen ton plastic gebruikt voor kunststofverwerking in Europa in 2011 (25,1 miljoen) wordt afval. Hiervan wordt 59,4% teruggewonnen, 25,1% (6,3 ton) door recyclage en 34,3% (8,6


10

20

Recyclage

30

40

50

60

70

80

90

100

Energie recuperatie

NederlandNederland Recuperatie graden 2011 voor post-consumer plastic Verenigd Koninkrijk Verenigd Koninkrijk

Belgische kunststof en rubber export in 2012 bron: Belgische Nationale Bank (2013)

10

0

afval bron: federplast.be (2011)

Volgens een onderzoek van Eurostat, zijn 80% van de plastic- en rubberverwerkers in België innovatieve bedrijven. Dit is het hoogste cijfer in de EU na Duitsland, en voor Oostenrijk, Zweden en Nederland. In combinatie met een sterke productiviteit genieten Belgische bedrijven dus algemeen van een voorsprong op de concurrentie.

Deze roadmap werd ontwikkeld aan de hand van de T-Plan-roadmappingmethodiek, uitgewerkt door de University of Cambridge (Centre for Technology Management en Institute for Manufacturing). De T-plan-methodiek laat toe om uitgesproken marktgedreven te werken (market pull, in tegenstelling tot technology push). De methodiek steunt op het bekomen van inhoudelijke input van experts tijdens vier workshops, waarbij vertrokken wordt van maatschappelijke en marktbehoeftes en de focus geleidelijk vernauwd wordt naar technische ingrepen die op een positieve manier aan deze algemene behoeftes kunnen bijdragen:

sen de verschillende deelaspecten. Het uittekenen van ontwikkelpaden, evoluties en mijlpalen in de tijd. Het roadmappingproces werd steeds in de unieke context van het Vlaamse landschap geplaatst. Aan de workshops hebben in totaal meer dan 35 Vlaamse bedrijven en kennisinstellingen deelgenomen. De resulterende roadmap is dan ook een product op maat van de Vlaamse bedrijven, waarbij innovatie niet aanzien wordt als een antwoord op bedreigingen maar als een reactie op opportuniteiten.

Workshop 1: Markt Het identificeren van belangrijke maatschappelijke trends, marktverwachtingen, drivers en barrières, sterktes en zwaktes, bedreigingen en opportuniteiten in relevante marktsegmenten. Workshop 2: Product Het bedenken van conceptuele product- of proceseigenschappen. Deze eigenschappen zijn de fundamentele ontwerpparameters waaraan een product of proces in het domein van polymeer en kunststofrecyclage moet voldoen om met success te kunnen beantwoorden aan de maatschappelijke en marktbehoeftes die eerder werden geïdentificeerd. Workshop 3: Technologie Het identificeren van de concrete technologische ingrepen en ontwikkelingen die de eerder geïdentificeerde wenselijke producten proceseigenschappen kunnen realiseren. Workshop 4: Charting Het consolideren van alle inzichten bekomen in de vorige workshops. Het bepalen van de relaties tus-


11

12


MARKT Drivers

Met elk van de 6 geïdentificeerde PRODUCT features biedt de Vlaamse polymeer keten de mogelijkheid om beter in te spelen op de 5 belangrijkste

Materiaal databases Toepassing/ Markt recyclaat Kennis Nieuwe business uitwisseling modellen

Blends met add on features

Standardisatie materialen

Doorrekenen CO2 emissies

Design 4 recycling

Stabilisatie Compatibili technieken satoren Materiaal scan Tracers en & detectie triggers Depoly- Mechanisch merisatie scheiden Flexibele verwerking

- Een juiste inzameling en sortering - Integrale ketenbewaking - Gegarandeerde kwaliteit van recyclaat

Materiaal met toe Performante Juiste inzameling gevoegde waarde Scheiding tech & sortering

Wet Duurzame klant Schaarste & prijs grondstoffen

De pijlen tussen TECHNOLOGIE innovaties en PRODUCT features maken duidelijk dat al deze technologische maatregelen een essentiële bijdrage leveren aan de in de toekomst gewenste performantie van producten of processen in de kunststoffenkringloop. Zo draagt de ontwikkeling en implementatie van triggers en tracers bij aan:

Klantbinding

De roadmap kan het beste van onder naar boven gelezen worden. Dan wordt ook direct het belang van de niet technologische maatregelen (ANDERE innovaties) duidelijk: zonder deze maatregelen zal het potentieel van de technologische maatregelen slechts beperkt benut kunnen worden.

Concurrentie kracht

Hierna wordt een overzichtsbeeld van de roadmap weergegeven. De grafische weergave volgt de hierboven beschreven workshop-structuur. In horizontale stroken worden achtereenvolgens markt-drivers en -barrières, product/proceseigenschappen, technologische innovaties en andere niet-technologische of ondersteunende innovaties weergegeven. Met pijlen worden de belangrijkste verbanden tussen deze elementen weergegeven, zoals geïdentificeerd tijdens de workshops. Deze globale roadmap werd opgesteld op basis van input die door de deelnemers aan de workshops werd geleverd.

PRODUCT Features

F +32 2 230 71 18 De resultaten van de workshops werden verwerkt in MARKT drivers. M +32 496 529 526 In de volgende hoofdstukken worden de globale een roadmap, waarop onderlinge afhankelijkheden roadmap en achterliggende resultaten uit de veren relaties werden gedefinieerd en [email protected] een tijdkader schillende workshops verder toegelicht. www.fi-sch.be geplaatst.

Integrale Gegarandeerde Materiaal met ketenbewaking Kwaliteit recycl ecolabel

2.2 De globale roadmap T +32 2 238 97 64

ECO hulpstoffen

Diamant Building Boulevard Auguste Reyerslaan 80 B-1030 Brussels

TECHNOLOGIE Innovaties

Chemistryfor for Sustainability Chemistry Sustainability

Jan Van Havenbergh, dr. sc. Managing Director

ANDERE Innovaties

FISCH


13



3 De markt

3.1 Belangrijkste drivers voor polymeer en kunststof recycling T +32 2 238 97 64 +32 2 230 71 18 Op basis van de desk research en eenFaanvullende discussie tijdens de markt workshop werden de voornaamM +32 496 529 526

ste drivers voor duurzame chemie geïdentifieerd. Op basis van deze algemene drivers hebben de aanwezige deelnemers de belangrijkste drivers voor polymeer en kunststofrecyclage benoemd: [email protected] www.fi-sch.be - Afname van concurrentiekracht Europese maakindustrie - Dreigende schaarste en stijgende kosten voor energie en grondstoffen - Toenemend belang van duurzaamheid (groen imago) - Nieuwe producten met een hoge toegevoegde waarde - Nieuwe business modellen - Hogere eisen van de klant

Drivers duurzame chemie

Klimaatverandering Bevolkingsgroei Dreigende grondstof schaarste Toenemende energie & materiaal kosten Globalisering Opkomst BRIC landen

Vergrijzing Economische crisis Strengere wetgeving Belang duurzaamheid Veeleisende consument

Afname van concurrentiekracht Europese maakindustrie De afnemende concurrentiekracht van de maakindustrie en de wereldwijde economische crisis vereist van onze bedrijven doorgedreven kostenbeheersing, hogere grondstoffen efficiëntie en specialisatie. De lokale industrie moet zich onderscheiden door middel van prijsconcurrentie ofwel moeten de producten en processen een specifieke meerwaarde bieden. Hiervoor moeten de bedrijven inzetten op meer innovatie, specialisatie en clustering of samenwerking. Ook het verzekeren van de beschikbaarheid van essentiële grondstoffen wordt een belangrijk punt, omdat de conversie van basisgrondstoffen in polymeren en de ook verwerking tot kunststof producten steeds vaker gebeurt aan de bron in de landen van ontginning. Dreigende schaarste en stijgende prijzen van energie en andere grondstoffen De toenemende grondstofschaarste is onder meer een gevolg van bevolkingsgroei en welvaartsgroei in China en India. De wereldbevolking zal verdubbelen binnen het tijdsbestek van een mensenleven. 14


De middenklasse telt in 2030 naar verwachting drie miljard mensen méér dan nu, van twee naar vijf miljard mensen. Dit leidt tot een toenemende vraag naar brandstoffen en materialen. Er bestaat dan ook grote onzekerheid over de beschikbaarheid en verwachte prijzen van verschillende grondstoffen zoals aardolie en aardgas, aardelementen en kritieke metalen in de toekomst. Strengere wet & regelgeving Belangrijk in de wet en regelgeving op termijn is het verbieden van het verbranden van kunststoffen (thermische recyclage), de terugnameplicht voor de producenten (zoals o.a. voorzien wordt voor matrassen) en strengere milieunormen voor grondstof- en additief gebruik via REACH. Daarnaast zijn er nog diverse ontwikkelingen in zowel EU, federale en Vlaamse wetgeving die ontwikkelingen in kunststofrecyclage stimuleren dan wel afremmen. Belangrijke barrières zijn bijvoorbeeld:

toepassingen en dan bovendien alleen als het ook nog goedkoper is. Hoewel momenteel duurzame processen en producten bij bedrijven vaak enkel ingang vinden mits deze ook een economisch voordeel meebrengen, zien we dat het duurzaamheidsimago beetje bij beetje een grotere rol opeist. Nieuwe producten met een hoge toegevoegde waarde Opkomende technologische innovaties laten toe om kunststofproducten te ontwerpen en te produceren met een specifieke toegevoegde waarde, zoals voedingsverpakkingen met een intrinsieke anti-bacteriële werking of kras vaste plastic oppervlakken. Deze kunststoffen hebben een hogere waarde en producenten willen deze materialen dan ook graag recycleren.

Er zijn echter ook voorbeelden in weten regelgeving die de recyclage van kunststoffen en/of de inzet van recyclaat bevorderen, zoals de richtlijn voor recyclaat gebruik in de automotive sector.

Nieuwe business modellen Om huidige klanten te binden of nieuwe markten aan te boren maken bedrijven steeds vaker gebruik van nieuwe business modellen. Bepaalde van deze modellen kunnen een sterk stimulerend effect hebben op de recyclage van kunststoffen. Bijvoorbeeld, indien een producent van elektrotoestellen de TV’s die hij produceert niet langer verkoopt aan de klanten maar een leasing model hanteert, waarbij de klant het TV-toestel huurt en hierbij kwaliteits- en onderhoudsgaranties krijgt, zal de producent de TV na de gebruiksfase terug krijgen van de klant. Dergelijk leasing model stimuleert de producenten om verantwoordelijkheid te nemen voor hun producten en de materialen, waaronder kunststoffen, in deze producten opnieuw te verwerken of te recycleren.

Toenemend belang van duurzaamheid (groen imago) Steeds meer bedrijven en organisaties besteden aandacht aan duurzaam ondernemen. Ook vragen steeds grotere groepen burgers naar duurzame producten. Wel hebben materialen uit hernieuwbare of gerecycleerde grondstoffen bij de (eind)gebruiker vaak een slecht kwaliteitsimago. Men wil gerecycleerde producten of materialen vaak alleen aanvaarden voor niet kritische

Hogere eisen van de klant In onze wegwerp-maatschappij hebben de consumenten zeer hoge eisen ontwikkeld. Men wil gepersonaliseerde producten, die aangepast of vervangen kunnen worden bij veranderende (mode) trends. Verder zorgt ook de trend naar meer licht-gewicht producten ervoor dat kunststoffen vaker gebruikt worden in de productie van allerhande elekto-, multimedia-, keuken-, en andere toestellen.

- De indeling in materialen en waste binnen REACH en de moeilijke End of Waste (EoW) procedures die gevolgd moeten worden bij recyclage - De Europese en federale regelgevingen voor transport van afval over landsgrenzen heen. - Het verbod op recyclage van bepaalde plastic stromen omwille van de aanwezigheid van SVHC stoffen


15

FISCH



3.2

Diamant Building Boulevard Auguste Reyerslaan 80 Opportuniteiten in product en B-1030 Brussels

proces innovaties voor het sluiten van kunststof kringlopen +32 2 238 97 64

T F +32 2 230 71 18 Als de trend naar verduurzaming en het sluiten van M +32 496 529 526

van andere materialen zoals metalen, glasvezel en de inhoud van de verpakkingen. Chemie en recykringlopen doorzet zal de vraag naar duurzame clage bedrijven kunnen met deze technologieën hun producten en dus ook recyclaat [email protected] toenemen. In markt uitbreiden. zo’n markt ontstaan voor de chemischewww.fi-sch.be en kunststof sector kansen voor product en proces innovaties. Er Additieven of componenten om de EoL verwerwerden in totaal 30 kansen geïdentificeerd door de king te vereenvoudigen workshop deelnemers. Aan volgende 6 kansen werd Dit omvat onder meer de ontwikkeling en brede toede hoogste prioriteit of belang toegewezen: passing van - Nieuwe, efficiënt te recycleren grondstoffen of ba- slimme hechtingsmiddelen, sis polymeren - minder schadelijke of storende stabilisatoren, - Performante chemische scheidingstechnologieën - speciale monomeren voor het herwinnen van ther- Additieven of componenten om de EOL-verwerking moharders te vereenvoudigen - SMART materials met end of life triggers (die aan- Afbreekbare materialen, waaronder bio based, met geven wanneer eigenschappen/performance zodatoegevoegde waarde nig achteruitgegaan is dat re-use niet meer moge- Processen en hulpmiddelen om lokaal kleine volulijk is), mes te scheiden en recycleren - afwasbare coatings, self-cleaning mechanismen, - Processen, solventen, katalysatoren etc. voor urban - UV absorberende additieven of micro RFID voor mining eenvoudige identificatie en scheiding van materiDe overige 24 innovatie opportuniteiten zijn opgealen lijst in bijlage 2. - specifieke additieven die de levensduur van kunststoffen/polymeren verlengen (door de kwaliteit te Nieuwe, efficiënt te recycleren grondstoffen of verhogen of degradatie tegen te gaan) basis polymeren In de toekomst kan de markt voor deze middelen Veel polymeren zijn niet of slechts met veel energie enorm groeien doordat gebruik van deze middelen te upcyclen of te recycleren. Met de toenemende de recyclage van samengestelde kunststoffen en grondstofschaarste en strengere wetgeving kan de kunststofproducten vergemakkelijkt. vraag naar nieuwe, goed te recycleren grondstoffen en basis polymeren op middellange en lange termijn Afbreekbare materialen met add-on functionatoenemen. liteiten De chemische sector kan aansluiten bij de duurPerformante chemische scheidingstechnologieën zaamheidstrend door in te zetten op: Er is nood aan performante scheidingstechnologie- Het ontwikkelen van (blends) van polymeren van ën met een goede energie en waterbalans, die op kwaliteiten die met virgin materiaal niet goed of een milde en rendabale wijze complexere samengegoedkoop geleverd kunnen worden. stelde kunststoffen en kunststofstromen kunnen uit - Het ontwikkelen van bio-polymeren met eigenelkaar halen en scheiden. Een belangrijke stap zou schappen die niet (goed) gerealiseerd kunnen worook al kunnen zijn om de kunststoffen te scheiden

16


den met polymeren o.b.v. fossiele grondstoffen. Het gaat dan onder andere om volgende eigenschappen: o Grotere gevoeligheid (kwetsbaarheid) voor vocht en hoge temperaturen o Tactiele eigenschappen zoals Soft touch eigen schappen en andere aan de natuur ontleende sterkten optimaliseren en inzetten o Mechanische eigenschappen (sterkte van de draad van een spinnenweb) o Hechten en onthechten o Self-healing en -cleaning kwaliteiten o Trigger degradatie Processen en hulpmiddelen om lokaal kleine volumes te scheiden en recycleren De huidige recyclage processen zijn complex, de investeringen in een machinepark zijn erg hoog en een machine kan meestal maar een of enkele

type(s) materiaalstro(o)m(en) aan. Voor een rendabele business case is daarom voor een zeer lange periode een constante stroom van te recycleren materiaal nodig. Hierdoor kunnen kosten voor vervoer en verwerking erg oplopen. Om ecologisch rendabel te kunnen recycleren zijn daarom eenvoudige processen en flexibele machines nodig die kleine volumes economisch rendabel kunnen verwerken. Processen, solventen, katalysatoren etc. voor urban mining Door de toenemende prijzen en schaarste van grondstoffen wordt het ontsluiten van de (kostbare) materialen in onze afvalbergen steeds interessanter. De chemische sector kan hiervan mee profiteren door voorop te lopen of mee te spelen in de ontwikkeling van processen, solventen, katalysatoren etc. voor urban mining. Het sensibiliseren van de consument voor een goede EoL sortering aan de bron is hierbij erg belangrijk.

3.3 Belangrijkste uitdagingen voor het sluiten van kunststof kringlopen De belangrijkste uitdagingen voor het recycleren van polymeren respectievelijk het sluiten van polymeer kringlopen zijn: - Brede implementatie van Design voor Recycling - Recyclaat duurder dan virgin materiaal - Hoge inzamelkosten - Uniforme wetgeving en eenvoudige regelgeving afvaltransport - Goede samenwerking in de keten - Standaardisatie van materialen - Standaardisatie van recyclaat - Sorteren en scheiden van samengevoegd materiaal - Eenvoudige opschaalbare flexibele technologieën

en processen - Management of change De totale lijst van belemmeringen is opgenomen in bijlage 3. Brede implementatie Design for Recycling Een van de belangrijkste succesvoorwaarden voor het sluiten van polymeer kringlopen is efficiënt materiaalgebruik, product design en assemblage die demontage en hergebruik van onderdelen of materialen (eenvoudiger en goedkoper) mogelijk maakt. Er wordt in academische opleidingen en bij inlichting van productontwerpers steeds meer aandacht besteed aan design for recycling en re-use. De princi-


17



T +32 2 238 97 64 F +32 2 230 71 18 pes worden echter nog maar beperkt toegepast in de M +32 496 529 526

door beter aan de bron ingezameld kan worden.

meeste markten bij de selectie van grondstoffen en Uniforme wetgeving en eenvoudige regelgeving afproduct ontwerp. [email protected] valtransport www.fi-sch.be Recyclaat duurder dan virgin materiaal Wereldwijde uniforme wetgeving m.b.t. eisen en voorIn veel gevallen is recyclaat duurder dan virgin mawaarden voor materiaal en technologie moet voorkoteriaal, bijvoorbeeld omdat de milieu-impact nog niet men dat bedrijven in Vlaanderen financieel moeten wordt doorgerekend of omdat bepaalde (gemengde) concurreren met bedrijven in het buitenland die veel kunststoffen niet gemakkelijk terug te winnen zijn. goedkoper af zijn met storten en verbranden van hun Daarnaast ontstaan, zeker bij chemische recyclage, af(kunststof) afval. Het vervoeren van potentieel waarvalstromen (vb waswater, oplosmiddelen), die op hun devolle nevenstromen, ook over landsgrenzen heen, beurt verwerkt moeten worden (vb in een waterzuivemoet veel eenvoudiger worden zodat deze stromen op ringsinstallatie). Daardoor zijn de totale kosten van het voldoende schaal rendabel verwerkt kunnen worden. verwerken van recyclaat vaak lager dan de opbrengGoede samenwerking in de keten sten. Samenwerking heeft in de eerste plaats betrekking op Productie uitval met een gekende samenstelling is een de uitwisseling van kennis over materiaal, proces en sommige gevallen wel makkelijk en goedkoop te vertechnologie tussen de chemische sector, als produwerken, zodanig dat de kost voor het gebruik van dit centen van de basis grondstoffen en de recyclage berecyclaat lager kan liggen als de kost voor het gebruik drijven. De kennis van recyclagebedrijven van chemivan virgin materiaal. sche recyclageprocessen en materiaal eigenschappen Hoge inzamelkosten van polymeren is beperkt. Anderzijds hebben chemie De logistieke kosten van het inzamelen en sorteren bedrijven en verwerkers van kunststoffen vaak weinig van de retour stromen is nog erg duur. Door beter kennis van recyclage mogelijkheden en moeilijkheden. scheiden aan de bron en goede logistieke concepten Hierdoor worden kansen gemist. waarbij spelers uit diverse onderdelen van verschillende ketens nauw met elkaar samenwerken kunnen Standaardisatie en vereenvoudigen van polymedie kosten omlaag gebracht worden. Op dit punt moren en kunststoffen gen echter geen gemakkelijke oplossingen verwacht Door standaardisatie en vereenvoudigd gebruik van worden. Doordat de grote verschillen in organisatie polymeren en kunststoffen in gebruikersvoorwerpen van logistiek en retour en de verschillen in omvang ontstaan meer homogene afvalstromen. Hierdoor en gewicht, is het vinden en matchen van stromen die wordt het terugwinnen van polymeren en kunststoffen rendabel gecombineerd kunnen worden niet eenvouefficiënter: het is dan eenvoudiger om deze stromen dig. Inzamelkosten kunnen verlaagd worden door vote verwerken, de kwaliteit van recyclaat te garanderen lume verkleining (onder voorbehoud van kwaliteit) en en om de compatibiliteit met de productieprocessen het lokaal of mobiel verwerken van specifieke stromen. te verzekeren. Daarnaast kan de inzamelkosten ook verlaagd worden Standaardisatie van recyclaat door het verder sensibiliseren van consumenten en bedrijven over correct sorteren en recycleren, waarDoor het invoeren van kwaliteitsstandaarden en certifi-

18


caten voor recyclaat kan de drempel voor gebruik van recyclaat verlaagd worden. Sorteren en scheiden van samengesteld materiaal Materialen worden steeds complexer (blends, multi layer). Dit betekent dat ook sorteren en scheiden lastiger wordt. Er zijn technologieën nodig die ook blends, multilayers en samengestelde materialen op een duurzame wijze kunnen scheiden respectievelijk geschikt kunnen maken voor hoogwaardig hergebruik. Eenvoudige opschaalbare en flexibele technologieën en processen Betaalbare (ecologisch duurzame) chemische recyclage technieken en machines zijn nodig om met beperkte investerings- en exploitatiekosten (energie- en waterzuinig) en zonder schadelijke chemicaliën ook kleinere hoeveelheden te kunnen recycleren (bijvoorbeeld op bouwen slooplocatie). Dit kan waarschijnlijk het beste gerealiseerd worden met Flexibele verwerkingsmachines, die meerdere type materialen of gemengde stromen aankunnen en dus complexe mengsels kunnen sorteren, zodanig dat de aangeboden kunststofstromen door een gespecialiseerde verwerker kunnen worden omgezet in hoogwaardige basismaterialen. Management of change De transitie naar hoogwaardige recyclage en gesloten kringlopen is erg ingewikkeld. Verbeteringen in het ene onderdeel kan voor nieuwe problemen zorgen in een volgende schakel van recyclageketen. Doordat, ook los van het streven naar recycling, ontwikkelingen in materialen en producten snel gaan, zijn alle onderdelen van de keten in beweging, waardoor het managen van de transitie een grote uitdaging is.


19



4 Visie en ambities m.b.t. polymeer T +32 2 238 97 64en kunststof recycling F +32 2 230 71 18

Vlaanderen is (wereld)TOP in de recyclage van enkele specifieke stromen Door breed systematisch onderzoek naar problematische stromen die op termijn economisch rendabel gerecycleerd kunnen worden, is Vlaanderen voor de recyclage van enkele specifieke stromen wereldtop. Bedrijven, uit diverse onderdelen van de kunststofketen, en kennisinstellingen werken intensief samen om kansrijke stromen en valorisatie routes te bepalen en te realiseren. Valorisatie routes geven aan hoe combinaties van polymeer & kunststofproducten de recyclage keten doorlopen en voor welke nieuwe toepassingen ze ingezet kunnen worden. Daarbij wordt op uitmuntende wijze aangesloten bij in Vlaanderen reeds beschikbare competenties, stromen en de installed base van hier aanwezige chemische en recyclage bedrijven. Ook inkten, weekmakers en lijmen worden goed en rendabel gescheiden van hun kunststofdragers.

BIJNA 100% juiste inzameling en sortering Excellente materiaal databases en paspoorten hebben, gecombineerd met een aantal andere maatregelen, geleid tot een BIJNA 100% juiste inzameling en sortering van kunststofafval in 2030. Het gaat hierbij om: - Sensibilisering van de gebruikers (consumenten en bedrijven) door een uitgekiende combinatie van algemene voorlichting, productinformatie op producten en het gebruiken van mobiele scanners en apps. - Consequente en verre gaande scheiding aan de bron onder andere met slimme inzamelcontainers. Deze containers genereren real time online informatie over inhoud en zijn in staat om contaminatie te voorkomen. - Nieuwe motivatie maatregelen zoals beloningsystemen voor consumenten en bedrijven voor het netjes scheiden. - Brede ontwikkeling en verspreiding van nieuwe business modellen die een juiste en volledige retour stroom genereren. Voor vele productgroepen nemen de producenten bij aankoop van een nieuw exemplaar het oude exemplaar terug.

BIJNA 100% van de nieuwe producten zijn D4R Bijna 100% van de nieuwe producten en polymeren zijn Designed for Recycling. Ontwikkelaars van producten, verwerkers van grondstoffen, materiaalproducenten en ontwikkelaars van nieuwe materialen maken optimaal gebruik van de kennis over materialen en recyclagemogelijkheden. Bij het ontwikkelen van nieuwe producten en materialen wordt consequent gekozen voor gecertificeerde materialen en producten met een goede EoL performantie. In diverse ketens bereiken veel bedrijven deze doelstellingen al rond 2020.

Productie-afval minimaal bij meeste bedrijven Productie-afval wordt binnen fabrieken excellent ingezameld. Bedrijven die kunststof maken en verwerken gaan systematisch op zoek naar mogelijkheden om productie-uitval te minimaliseren. Bedrijven kiezen op logische vervangingsmomenten voor materialen, technologieën en productielijnen waarbij productie-uitval direct weer als grondstof wordt ingezet. Hierdoor wordt al snel een aanzienlijke reductie in productie-afval en materiaalkosten gerealiseerd. Rond 2020 is de productie-uitval voor de meeste bedrijven/stromen al aanzienlijk verminderd.

In dit hoofdstuk wordt een mogelijke M toekomst voor526 polymeer en kunststof recycling in Vlaanderen in 2030 +32 496 529 beschreven. Het gaat dus niet om de HUIDIGE SITUATIE maar om wat het in de toekomst KAN ZIJN.

4.1 De visie

[email protected] opwww.fi-sch.be Polymeer en kunststof

De situatie m.b.t. polymeer en kunststof recycling in Vlaanderen in 2030 kan als volgt gekenmerkt worden: 1. Vlaanderen is (wereld)TOP in de recyclage van enkele specifieke kunststofstromen 2. BIJNA 100% van de nieuwe producten zijn D4R 3. BIJNA 100% juiste inzameling en sortering van kunststofafval 4. Productie-afval minimaal 5. Gesloten cycli en near zero waste in een aantal sectoren/regio’s 6. Ketenbewaking van producent tot recycler 7. Optimaal transport met fijnmazig logistiek netwerk 8. Excellente materiaal databases en materiaalpaspoorten 9. Betere recyclageprocessen: flexibele verwerking met duurzame recyclagetechnieken 10. Minder polymeer families met vergelijkbare functionaliteiten 11. Additieven, solventen en katalysatoren met uitstekende EoL verwerking 12. Brede set toepassingen voor recyclaat met gegarandeerde kwaliteit 13. Klant accepteert gerecycleerd materiaal 14. Werkbare regelgeving stimuleert recyclage 15. Nieuwe business modellen

20


recycling in 2030

Gesloten cycli en near zero waste in een aantal sectoren/regio’s Daar waar grondstofschaarste en prijzen een knelpunt vormen wordt gestructureerd en op diverse niveaus gewerkt aan het sluiten van kringlopen. Naast initiatieven van sectoren en grote spelers (koplopers) in bepaalde ketens zijn er initiatieven om materiaalstromen op bedrijfsterreinen te optimaliseren (SYMBIOSE) en de kansen voor lokale verwerking van stromen te realiseren. Enkele koplopers bereiken rond 2016 al de doelstelling van near zero waste. Pas richting 2030 wordt het breder, maar nog steeds selectief, sluiten van specifieke kringlopen technisch en economisch rendabel. Ketenbewaking van producent tot recycler Vanaf 2016 vinden er op regelmatige basis kennisen informatie-uitwisselingsmomenten plaats tussen de basis polymeer producenten, de kunststof verwerkers en de recyclers. Tegen 2030 is de samenwerking tussen deze actoren zover gevorderd dat men binnen bepaalde kunststofketens een tracking of bewaking heeft van producent tot recycler. Optimaal transport met fijnmazig logistiek netwerk Het sluiten van kringlopen wordt gefaciliteerd door een voortdurende opvolging van kleinere en grotere innovaties in de logistiek. Veel innovaties ontstaan om specifieke problemen rond een bepaalde materialenstroom economische rendabel en ecologisch verantwoord op te lossen. Bedrijven in de keten hebben met specifieke kennisinstellingen samengewerkt aan passende, gerichte oplossingen. Deze oplossingen bevatten onder andere de volgende elementen: - Binnen ketens en ketenoverschrijdend combineren van stromen. - Gebruik van een grote diversiteit van logistieke innovaties (vervoersconcepten, inzamelconcepten,


21



T +32 2 238 97 64 F +32 2 230 71 18 gebruiken vervoersmiddelen en verpakkingen). M +32 496 529 526

lijn automatisch ingeschakeld en bijgestuurd op - Met IT ondersteund ketenbeheer, die zorgt voor basis van de geanalyseerde inputstromen. Anno optimaal transport. 2012 is in de meeste gevallen nog handmatige [email protected] www.fi-sch.be - Reglementering en standaardisatie van retour-infra voorsortering nodig, in 2030 kan dit automatisch (verplichte stockagezone, standaardisatie van congebeuren. tainersystemen) - Goedkope duurzame chemische recyclage tech- Doorbelasten van inefficiëntie in retourlogistiek, nieken/machines: kunnen met beperkte investemilieu impact en recyclage kosten. rings- en exploitatiekosten (energie- en waterzuinig) en zonder schadelijke chemicaliën ook kleine Excellente materiaal databases en materiaalhoeveelheden rendabel recycleren (bijvoorbeeld paspoorten op bouw en slooplocatie). De meeste sectoren beschikken over uitgebreide materiaal databases. Deze databases bevatten inforMinder polymeer families met vergelijkbare matie over specificaties, gebruiksvoorwaarden en refunctionaliteiten cycleerbaarheid van virgin materiaal en recyclaat. De Functionele eisen van materialen worden ingevuld informatie wordt ook vastgelegd in RFID chips van met een beperktere familie van polymeren met hoge polymeren. De chips worden tijdens de productie recyclage efficiëntie. Des te minder verschillende van materialen direct op het materiaal geprint. Ensoorten polymeren er in de afval stromen zitten, hoe kele koplopers hebben al vanaf 2010 vooruitlopend eenvoudiger de sortering en recyclage. op Europese initiatieven en regelgeving gestructureerd informatie via excellente databases en mateAdditieven, solventen en katalysatoren met uitriaalpaspoorten verzameld en verspreid. Hierdoor stekende EoL verwerking hebben Vlaamse bedrijven in chemie en recyclage De chemische sector heeft samen met kennisinstelin Europa een voorsprong opgebouwd. lingen en ketenpartners gewerkt aan de ontwikkelingen en toepassing van additieven, solventen en kataBetere recyclage processen: flexibele verwerking lysatoren met uitstekende EoL verwerking. Zo zijn er met duurzame recyclagetechnieken additieven ontwikkeld die de ketenlengte (en dus de Gaat onder meer over: kwaliteit en levensduur) van polymeren verlengen. - Hybride Processen. Processen ontwikkelen die Er bestaan groene solventen die allerhande vervuimen modulair kan inzetten en die grondstoffen van lingen van de polymeren/kunststoffen verwijderen variërende kwaliteit kunnen verwerken tot hoogen zodus de recyclage bevorderen. Daarnaast zijn er waardig recyclaat. nieuwe hoogwaardige toepassingen voor kunststof - Flexibele en geautomatiseerde verwerkingsmachiblends (zoals verpakkingsfolies) door bijvoorbeeld nes, die meerdere type materialen en gemengde het toevoegen van geschikte compatibilisatoren. stromen kunnen verwerken. Alle machines in de Brede set aan toepassingen voor recyclaat met verwerkingslijn worden volledig automatisch gegegarandeerde kwaliteit stuurd. De inkomende grondstoffen worden autoIn 2030 kunnen veel polymeren en kunststoffen matisch geanalyseerd en vervolgens gesorteerd. Ook worden de volgende stappen van de flexibele kostenefficiënt uit recyclaat gemaakt worden met

22


een kwaliteit die vergelijkbaar is met virgin materiaal. Ook zijn diverse (blends van) polymeren op de markt gebracht met kwaliteiten, die virgin materialen niet goed of goedkoop kunnen leveren. De productieprocessen voor voorwerpen in kunststoffen zullen geoptimaliseerd zijn om de grotere variatie van recyclage stromen aan te kunnen.

rendabele wijze te recycleren. Steeds meer bedrijven nemen oude producten terug bij aankoop van een nieuw exemplaar of hanteren een slim en efficiënt blue business model.

Klant accepteert gerecycleerd materiaal Het aantal klanten dat gerecycleerd materiaal accepteert is gestaag gegroeid. Op middellange termijn is de kwaliteit en de kwaliteitsbewaking van de verwerking van recyclaat zodanig dat grote groepen klanten diverse producten breed accepteren. Gebruik van recyclaat in voedingsverpakkingen, cosmetica, kinderspeelgoed en kleding blijven natuurlijk gevoelig liggen en is nog steeds slechts beperkt toegestaan. Werkbare regelgeving stimuleert recyclage - EU regels staan gebruik van specifiek recyclaat in voedingscontact onder bepaalde voorwaarden toe. - Uniforme standaardisatie en certificatie van recyclage processen en gerecycleerde materialen. - Transport (over grenzen) van nevenstromen is eenvoudig & werkbaar. - Reglementering en standaardisatie van retour-infrastructuur bij bedrijven (verplichte stockagezone, standaardisatie van containersystemen,..). - Inefficiëntie in retourlogistiek, milieu impact van producten, recyclage kosten, etc worden doorbelast. - Terugnameplicht van producten voor invoerder en /of de producent. Nieuwe business modellen De continue ontwikkeling van nieuwe business modellen ondersteunt de kansen om stromen op een


23



5 Innovaties

5.1 Technologische innovaties

5.2 Uitwerking geprioriteerde innovaties

polymeer en kunststof recyclage in Vlaanderen in 2030 werden in de technologie workshop alle nodige en mogelijke innovaties met betrekking tot inzameling, sortering, materiaal ontwikkeling en recyclage opgelijst. [email protected]

In de technologie workshop hebben de deelnemers 10 must have innovaties geïdentificeerd waar gezamenlijk actie (meerdere partijen uit verschillende ketenonderdelen) gewenst is. Must haves zijn innovaties die essentieel zijn voor het realiseren van de ambities rond recycleren van polymeren en kunststoffen.

T +32 2 238 97 64 F +32 2 230 71 18 Op basis van de benoemde kansen en uitdagingen voor kunststof kringlopen en de ontwikkelde visie voor M +32 496 529 526 www.fi-sch.be

INNOVATIES HOGE PRIORITEIT

2012 - 2016

24

- Ontwikkelen en toepassing nieuwe business modellen, logistieke en technische concepten - Labels met materiaalsamenstelling - Databases voor materiaalsamenstelling (specs, grenzen, recycle data sheets) - Nieuwe beloningssystemen voor juist voorsorteren door consument en bedrijven - Tracers (materiaal paspoort) en markers met informatie over aard, oorsprong, samenstelling, verwerkbaarheid. - Uitsorteren en rendabel verwerken van kleine concentraties specifieke stoffen - Chemische depolymerisatie - Het verpoederen, microniseren (vb. cryogeen malen) kunststoffen - Pyrolyse voor het ontwikkelen van nieuwe materialen uit recyclaat en het afbreken van stromen tot een vloeibare, verpompbare stroom - Devulkanisatie van rubbers - Thermische feedstock recyclage


2016 - 2020 - Innovatie in logistiek algemeen en over water en spoorweg - (Meer) hoogwaardige recycling parken - Decentrale recycling units - Nieuwe business modellen voor urban mining - Kleur (herkennen & scheiden op kleur met Hyperspectraa)l - Chemische oplossingen voor diverse multi layer problemen - Blends polymeren tot een kunststof met nieuwe add on eigenschappen - Bio based materialen met add ons - Slimme lossende hechtingsmaterialen zijn geoptimaliseerd en worden breed toegepast - SMART traceren en identificeren van materialen - Verwijderen van chemicaliën, bedrukkingen en onzuiverheden d.m.v. alkali, zuur, solvent, super kritische vloeistoffen, ionische vloeistoffen - Materiaalscanning (ook voor thuis) - Betere detectie en sortering (sneller, goedkoper) bijv infraroodspectroscopie - Intelligente containers en voertuigen (met o.a ingebouwde detectie, en sortering) - Triggers te scheiden, o.b.v. warmte, vocht, UV lading. - Efficiënte chemische methodes om monomeren te herwinnen uit polymeren - Rejuvenatiemethoden om EoL kunststoffen de oorspronkelijke eigenschappen te geven - dispergeren van kunststoffen in coatingdispersies - Technieken voor het centraal opwerken van harsen. Smeltfiltratie voor gesmolten of opgeloste polymeren - Dehalogeneren in ionic liquids - Urban mining (leidt tot constante stroom). - Flockage materiaaloppervlakten met gerecycleerde vezels - Solvolyse (selectief oplossen)

2020 - 2030 - Machines met materiaalscanning (geijkt) voor industrie, in balenpersen, vermalers, voor identificatie in functie van inventarisatie, scheiding en/of alarmering - Gestandaardiseerde markers, tracers of triggers in het materiaal met informatie over de aard, oorsprong, samenstelling,.. als verwerkbaarheid (technisch en economisch) van het materiaal - Doorontwikkelen decentrale recycling units - Groene methodes voor ontkleuren/ontgeuren - Restafval na herwinning is biodegradeerbaar - Compatibilisatoren voor het formuleren en compounderen van niet mengbare kunststofstromen (via extrusie). - Laser-geïnduceerde spectroscopie, die PE, PP, POM, PVC, PTFE, PA, PET, PBT, ABS, PS en PC onderscheid. - Selectief membraan voor opzuiveren van stromen - Enzymatisch zuiveren - Opzuiveren in de bulkfase van kunststoffen door extractie van additieven en kleurstoffen met (superkritische) CO2 en Vinylloop - Kunststof en biomassa combineren tot nieuwe hybride combinaties - Kunststof en biomassa combineren tot basischemicaliën

Omdat een keten zo sterk is als de zwakste schakels is hier niet alleen naar recyclage gekeken maar ook naar materialen en innovaties in logistiek inzamelen en sorteren. In onderstaande tabel zijn de resultaten opgenomen van de prioritering. Inzamelen en sorteren - Betere kleurdetectie met Hyperspectraal technieken - Uitsorteren van kleine concentraties stoffen - Tracers (materiaal paspoort) en markers met info over aard, oorsprong, samen-stelling, verwerkbaarheid - Chemische oplossingen voor diverse multilayer problemen

Materialen - Blends van polymeren als kunststof met nieuwe add-on eigenschappen - Biobased materialen met add-ons die bestaande materialen niet goed leveren - Slimme lossende hechtingsmaterialen - Additieven met een efficiënte EoL verwerking - Stabilisatietechnieken en -additieven die recyclaatkwaliteit verbeteren

Vervolgens hebben de deelnemers zo veel mogelijk van de technologieën verder verkend. De technologieën worden hieronder kort omschreven. Een verdere beschrijving van het perspectief van deze technologieën en de kritieke punten in de ontwikkeling is opgenomen in bijlage 5. Detectie op kleur Detectie op kleur wordt reeds veel toegepast in sorteercentra, zoals bij FostPlus (blauwe zak recyclage), de automotive industrie en voor elektronica. Men kan zowel op type kunststof (PP – PET – HDPE) als op kleur sorteren. Het scheiden van kleurnuances die dicht bij elkaar liggen, van zwart en het onderscheid tussen wit en kleurloos is nog wel lastig. Ook zijn er nog problemen met kleurherkenning van multilayer producten. Wat het type betreft, gaat het enkel om harde kunststoffen en geen folies of zachte kunststoffen. Voor de toekomst zal het erop aankomen ervoor te zorgen dat deze technologieën snel genoeg, efficiënt genoeg en goedkoop genoeg kunnen opereren.

Recyclage - Verwijderen van chemicaliën, bedrukkingen en onzuiver-heden d.m.v. alkali, zuur, solvent, super kritische of ionische vloeistoffen - Compatibilisatoren die van heterogene niet mengbare polymeerfracties terug homogene kunststofstromen of grondstoffen maken - Chemische depolymerisatie - Verpoederen, microniseren (vb. cryogeen malen)

- detectie van meerdere types polymeren en kunststoffen (ook zachte en folies) - met 1 machine kunnen scheiden in meerdere fracties - algemene snelheid- en efficiëntieverhoging - scheiding van food en non-food kunststoffen - detectie van additieven in de kunststoffen, bv. scheiding van kunststoffen met en zonder brandvertragers - detectie technieken die werken op maalgoed en economisch rendabel zijn Chemische oplossingen voor multilayer problemen Chemische oplossingen voor multilayer producten kunnen toegepast worden voor: folies in automobile, dak/bouw, verpakkingen, kabels, flessen met barrière- eigenschappen, vloeren en wanden, enz. Momenteel lopen er onderzoeken naar: - Tapijtsector (polypropylene). Hier wordt onderzocht hoe de verschillende lagen van het tapijt gemakke-


25



T +32 2 238 97 64 F +32 2 230 71 18 lijk van elkaar kunnen scheiden worden; hoe monoM +32 496 529 526

Verwijderen van chemicaliën, bedrukkingen en onzuiverheden d.m.v. alkali, zuur, solvent, super kritische materiaal te gebruiken voor de verschillende lagen vloeistoffen, ionische vloeistoffen. Hierbij ligt de fovan het tapijt. [email protected] www.fi-sch.be cus op maalgoed, want voor folies of plastic voorwer- Automotive: ontwikkelen en toepassen van lijmen pen in hun geheel is de aanpak anders. Nu worden waarmee lagen via thermische en/of chemische alle typen kunststoffen gewassen, voornamelijk voor processen eenvoudig gescheiden kunnen worden, het verwijderen van fysieke verontreinigingen zoals cfr. Slimme lossende hechtingsmiddelen lijmen, vuilresten, etc. Maar men wenst ook andere Tracers dan deze fysieke verontreinigingen te verwijderen, Tracers (materiaal paspoort) en markers met infordie anders de recyclage bemoeilijken of verhinderen. matie over aard, oorsprong, samenstelling, verwerkEen voorbeeld van dit laatste is het verwijderen van baarheid (bijv met muRFID chips, infra rood, LUMIflex eco-toxische sporen van plastic bidons van chemiof fluoriserend) worden nu al door diverse bedrijven sche verdelgingsmiddelen. Belangrijke toepassingen toegepast om het eigen product te herkennen (bijzijn: voorbeeld Deceuninck). Dit kan op termijn toegepast - het afwassen van inkten en bedrukkingen worden voor alle kunststoffen, kort en lang cyclisch - verwijderen van lijm (-resten) met veel aandacht voor het voorkomen en identifice- ontkleuren van plastics in de massa ren van ongewenste toevoegingen (onzuiverheden). - ontgeuren Op lange termijn worden tracers op polymeer basis - verwijderen van eco-toxische stoffen en direct geprint. Om deze zaken mogelijk te maken zal men moeten Uitsorteren kleine concentraties innoveren vanaf het design van zowel de kunststoffen De focus hierbij is dat er waardevolle kunststofstroals de inkten, lijmen, kleurstoffen, etc. men zijn door de aanwezigheid van andere waardevolle materialen denk aan goud in PCB’s, zilver in foCompatibilisatoren voor niet mengbare stromen tografische film en ook aluminium in verpakkingen. Compatibilisatoren voor het formuleren en comStijgende grondstof- en energieprijzen maken de pounderen van niet mengbare kunststofstromen (via extractie van bijvoorbeeld kleine concentraties alumiextrusie of spuitgieten). De compatibilisatoren zornium in de toekomst meer attractief: gen ervoor dat uit mengfracties een kunststofstroom geproduceerd wordt met een homogene kwaliteit - Aluminium-kunststof hybride materialen (crosszodanig dat de eindverwerker verzekerd is van een linked polyethylene (PEX) pipe met een aluminium constante stroom. Toepassingen zijn: binnenlaag, polystyreen/aluminium voedingsverpak- Compatibilisatoren worden vandaag al benut bij kingen, tubes) vormen een interessante substroom het mengen van virgin polymeren om kunststoffen in kunststofafval. te maken met verbeterde materiaal eigenschappen. - Filtratie van gesmolten kunststofstromen wordt vanTypische voorbeelden zijn: ABS en polycarbonaat, daag al toegepast voor het verwijderen en terugwinPolyamide en ABS, PET en PP. nen van metalen. - Sommige gecontamineerde reststromen van kunststoffen worden op deze wijze verwerkt. Verwijderen onzuiverheden

26


Het betreft toepassingen met een lage kwaliteit. Het perfect sorteren en scheiden van gemengde kunststofstromen zal ondanks de verwachte evoluties van de technologie ook op lange termijn nog een knelpunt zijn voor bepaalde stromen. Chemische depolymerisatie. Chemische depolymerisatie, ook wel chemolysis genaamd, maakt gebruik van chemische reagentia om de polymeren af te breken tot start monomeren. In functie van het gebruikte reagens kan men spreken over glycolyse, hydrolyse, methanolyse, ammonolyse. Deze techniek wordt vooral toegepast op condensatie polymeren zoals PET, PEN, PLA, PA. Deze recyclagetechnologie is voldoende gekend en wordt reeds toegepast door typische chemiebedrijven. Ook PUR-schuim (uitgeharde systemen) kan door verschillende chemische processen afgebroken worden tot monomeren of andere tussenproducten, die o.a. terug ingezet kunnen worden in PUR productie. Ook lopen er veel onderzoeken naar nieuwe chemische depolymerisatie technieken (zie bijlage 4.1). Deze technieken zijn echter net zoals de bestaande technieken over het algemeen erg kostbaar, energie-intensief en alleen rendabel bij toepassing op grote schaal. Veel technieken zijn bovendien erg gevoelig voor onzuiverheden. Voor de recyclage van polymeren en kunststoffen is nood aan performante, betaalbare en duurzame chemische depolymerisatie technologieën, onder andere voor - gedeeltelijke depolymerisatie zodanig dat de halffabricaten terug kunnen ingezet worden in de productie van polymeren (vb PUR hydrolysaten in PUR productie). - herwinnen van de duurdere versterkingsvezels zoals koolstof, Kevlar®uit kunststoffen (epoxy, PET, PUR, …) - het recupereren van koolstofvezels uit de compo-

sietdelen met pyrolyse-technieken. Het verpoederen, microniseren (vb. cryogeen malen) Verbeterde technologieën voor het verpoederen en microniseren zullen een positief effect hebben op het recycleren van alle kunststoffen. Dus ook thermoharders. De technieken kunnen ingezet worden om maalstromen eenvoudig op te zuiveren en te homogeniseren. Daarnaast kan de techniek ingezet worden: - Als voorstap om gladde oppervlakken te verwer ken (matting agents) in bijvoorbeeld nichemarkten voor automotive, electronica, wanden en keukens, meubilair. Het proces geeft een mooie high-quality marmer look. - Om poederstromen te ontwikkelen voor gebruik in additive manufacturing en eenvoudige 3D printers. - Om poeders te ontwikkelen, die als vulmiddel gebruikt kunnen worden. - Als voorstap voor het chemische depolymerisatie proces. Blends van polymeren Polymeer blends (‘alloys’ of mengsels) van ‘nieuw’ gesynthetiseerde (virgin) polymeren bestaan reeds meer dan 30 jaar. Verscheidene polymeerparen, of zelfs trio’s, hebben synergetische eigenschappen en behoren tot de groep van commercieel succesvolle ‘engineering plastics’. De kennis over polymeer compatibiliteit en het gebruik van eigenschap-verbeteraars wordt ook voor het recycleren van plastics toegepast. De kennis over blends zou verder uitgebouwd moeten worden. Met deze kennis kunnen recyclage bedrijven systematisch heterogene en vervuilde reststromen van polymeren en kunststoffen systematisch omzetten in blends met een gegarandeerde kwaliteit. Hierbij wordt naar bestaande


27


T +32 2 238 97 64 +32 2 230 71 18 en nieuwe blends gekeken. Voor het Fomzetten zijn M +32 496 529 526

stofproducten vergemakkelijken.

reproduceerbare processen nodig, die flexibel aanAdditieven met een efficiënte EoL verwerking gepast kunnen worden aan de beschikbare inputs en [email protected] Deze werden ook reeds benoemd als een belangrijwww.fi-sch.be de gewenste outputs. ke opportuniteit voor kunststofrecyclage. Voorbeelden van dergelijke additieven kunnen zijn: slimme Bio-based materialen voor add-on hechtingsmiddelen, minder schadelijke of storende Gebruik maken van bepaalde inherente eigenschapstabilisatoren, speciale monomeren voor het herwinpen van bio-polymeren die niet goed gerealiseerd nen van thermoharders, afwasbare of beschermenkunnen worden met polymeren o.b.v. fossiele basis. de coatings, self-cleaning mechanismen, UV absorHet gaat dan onder andere om: berende additieven of micro RFID voor eenvoudige - Grotere gevoeligheid (kwetsbaarheid) voor vocht identificatie en scheiding van materialen, … . en hoge temperaturen. Een eenvoudige oplosbaarheid kan bijvoorbeeld, gecombineerd met de gevoeligheid voor warmte, gebruikt worden om PLA polymeren uit folies los te krijgen en daarmee zuivere stromen voor depolymerisatie te creëren - Tactiele eigenschappen zoals Soft touch eigenschappen en andere aan de natuur ontleende sterkten optimaliseren en inzetten - Mechanische eigenschappen (sterkte van de draad van een spinneweb) optimaliseren en inzetten - Het natuurlijke warme uitzicht voor meubilair en gebruiksvoorwerpen - Hechten en onthechten - Self-healing en cleaning kwaliteiten. Sommige (recyclage) experts vrezen dat het mengen van bio-based kunststoffen (o.a. PLA ) met klassieke kunststoffen (PET) het recyclage proces verstoren. De verwachting is dat verbeterde toekomstige detectietechnieken en inzamelsystemen, dit probleem zullen oplossen.

Stabilisatietechnieken en -additieven die recyclaatkwaliteit verbeteren Ook dit werd reeds benoemd als belangrijke opportuniteit. Bij elke recyclage cyclus verliezen kunststoffen of polymeren een stuk kwaliteit, doordat bij recyclage de keten van de polymeren verkort wordt. De ontwikkeling van (recyclage)technieken of additieven die de levensduur van kunststoffen of polymeren verlengen, door de kwaliteit te verhogen of degradatie tegen te gaan, zal ervoor zorgen dat kunststoffen meer recyclage cycli kunnen doorlopen.

6 Onderzoek en Ontwikkelingsplan In de laatste workshop hebben de deelnemers alle opgebouwde informatie uit de markt, product en technologie workshops samengebracht. Men heeft de eerder benoemde ambities en technologische innovaties vertaald naar projecten die uitgevoerd moeten worden om de visie te realiseren. De projecten kunnen zowel technologisch als niet-technologisch zijn. Vervolgens hebben de deelnemers deze projecten ingedeeld volgens hoge of gemiddelde prioriteit en in een tijdskader geplaatst. Dit tijdskader geeft aan wanneer men bepaalde projecten gerealiseerd wilt hebben of men de activiteiten hiervoor moet opstarten.

2012 - 2016 / korte termijn

Hoge prioriteit



Gemiddelde prioriteit

FISCH

2016 - 2020 / middel lang

2020 - 2030 / lang

- Samenwerking (basis) chemie producenten, verwerkers en recyclage bedrijven. - Stimulatie van Design 4 Recycling - Compatibilisatoren - Opstellen materiaal databank en recycle data sheets - Stabilisatie van kunststof- en polymeerfamilies - Zuiveren van recyclaat stromen

- Compatibiliseren van kunststoffen - Slimme hechtingsconcepten voor het ontmantelen van complexe materialen - Selectie polymeerfamilies onderzoeken op conversie naar basismonomeren - Milieuvriendelijke oplosmiddelen voor herwinnen bepaalde polymeren

- Technologie om groepen polymeren in gestandaardiseerde moleculen of recyclaat om te zetten - Depolymerisatie & devulkanisatie om probleemstromen zoals thermoharders selectief te breken - Onzichtbare isolerende coating die bij renovaties ingezet kan worden - Wettelijk kader voor integraal doorrekenen van CO2 emissie

- Ontwikkeling recyclage app voor bedrijven én consumenten - Stimuleren van integratie kwaliteit – gebruiksgemak – milieu aspecten - Verdere sensibilisering van consumenten en bedrijven - Nieuwe business modellen ontwikkelen en verspreiden. - Een voorgezette denktank om recyclage kansen met multidisciplinariteit te behandelen - Training/sensibilisering van de consument en producent voor het duurzaam omgaan met grondstoffen/afval

- Biomassa en kunststoffen samen converteren in nieuwe basischemicaliën - Polymeer recycling parken met materiaal identificatie - Business modellen voor Urban Mining - Training/sensibilisering van de consument en producent voor het duurzaam omgaan met grondstoffen/afval

- Breed integraal in kaart brengen van ecologische gevolgen en economische haalbaarheid van zero waste - Materiaal database opzetten (moet snel starten, zie korte termijn) - Via onderzoek en simulaties ontwikkelen optimale routes/concepten voor retour logistiek incl business modellen, voertuigen,… - Training/sensibilisering van de consument en producent voor het duurzaam omgaan met grondstoffen/afval

Slimme lossende hechtingsmiddelen. Hieronder vallen ook de “trigger degradation” toepassingen, die in de toekomst een belangrijke rol kunnen spelen bij de EoL-verwerking van (plastic) producten. Het gebruik van deze middelen zal de recyclage van samengestelde kunststoffen en kunst-

28



29



6.1 Korte omschrijving projecten

T +32 2 238 97 64 F +32 2 230 71 18 M +32 496 529 526

kwaliteit van het polymeer. Door recyclage treedt ketenverkorting op, wat algemeen een negatief effect Stimulatie van Design 4 Recycling. [email protected] heeft op de eigenschappen van het polymeer. Dit Het concept Design for Recycling wordt nog onvolwww.fi-sch.be probleem kan aangepakt worden met nieuwe en/of doende toegepast in de kunststofsector en in de betere stabilisatoren die de ketenverkorting bij veraanverwante sectoren. Het verder bekend maken en werking en recyclage tegengaan of voorkomen. Ook stimuleren van de toepassing van Design for Recykunnen moeilijk te regenereren kunststoffen vervancling bij ontwerpers, product developers, productiegen worden door goed te regenereren kunststoffen. verantwoordelijken, beslissingsnemers, R&D manaBijkomend kan ook gezocht worden naar vervangers, etc. zou een snelle en directe impact kunnen gen van verouderende en/of moeilijk te stabiliseren hebben op de recyclage van kunststoffen. Naast het kunststoffen door kunststoffen met een beter regepromoten van het concept in de industrie oppert de neratiepotentieel Een andere mogelijkheid is onderacademische wereld ook voor het permanent opnezoek naar volledig nieuwe polymeren die ontworpen men ervan in bepaalde leerprogramma’s van opleizijn om stabieler te zijn en makkelijker te recycleren. dingen zoals (industrieel) ingenieur, industrieel deOpstellen van een recyclage databank én recysign, etc. cle data sheets. Compatibilsatoren Er bestaan momenteel databanken met LCA info. Men Compatibilisatoren zijn vooral bedoeld om kleine zou deze databanken kunnen uniformiseren en/of restfracties die in de gezuiverde en gerecycleerde kunnen uitbreiden met informatie over de recyclage kunststof stroom zitten homogeen te mengen in de mogelijkheden van de producten. Verder zou men kunststof. Zonder deze producten krijgt men heterodan ook informatie rond toxiciteit kunnen toevoegene menging met groot kwaliteitsverlies. Het is in gen aan de databanken, aangezien deze momenteel deze context ook belangrijk om uit te zoeken welke nog ontbreekt in de LCA gegevens. Dergelijke dade meest relevante of economische rendabele strotabanken en/of recyclage data sheets kunnen dan men zijn om via deze weg aan te pakken. Op korte gebruikt worden door organisaties die producten of termijn moeten we onderzoeken welke compatibiligrondstoffen willen recycleren, om snel een accuraat satoren er op de markt zijn om toe te voegen aan beeld te krijgen van de recyclage mogelijkheden en gerecycleerd materiaal om de verwerkingseigende modaliteiten zoals economische en ecologische schappen en finale eigenschappen goed te krijgen impact. (of zelfs te verbeteren). Verder zou men ook de Samenwerking tussen (basis)chemie producennoden van de industrie voor compatibilisatoren in ten, verwerkers en recyclage bedrijven. kaart kunnen brengen om vervolgens de match maOm homogene, heterogene en vervuilde stromen ken tussen vraag en aanbod of om de gaps tussen van polymeren en kunststoffen goed om te kunnen de twee te identificeren. zetten in recyclaat van een gegarandeerde kwaliteit, is een gedegen kennis van chemische en depolymeStabilisatie van polymeren. risatie processen van essentieel belang. Deze kenEen steeds wederkerend probleem bij de recyclanis ligt vaak bij de (grote) chemie producenten. Zij ge van polymeren en kunststoffen is de afnemende KORTE TERMIJN

30


zouden deze kennis kunnen delen met de recyclage bedrijven en kunststofverwerkers zodat polymeer afval correct en efficiënter herwonnen kan worden. Momenteel is er nog weinig of geen sprake van dergelijke samenwerkingen. Zuiveren van recyclaat stromen Vaak is het zo dat een welbepaalde verontreiniging of additief de recyclage van kunststoffen of polymeren bemoeilijkt of zelfs onmogelijk maakt. Door zuiveringsprocessen ver te ontwikkelen en te optimaliseren, zoals het ontinkten, wassen voor verwijderen van chemicaliën en vervuilingen, detoxificatie, etc. zullen veel stromen gerecycleerd kunnen worden die momenteel ofwel nog niet recycleerbaar zijn of recycleerbaar zijn met beperkte efficiëntie. Ontwikkeling van een recyclage app Zowel voor gebruik binnen bedrijven als voor thuisgebruik door consumenten. Met de app zouden mensen met hun smartphone materialen/producten kunnen scannen en rechtstreeks informatie krijgen over hoe men deze moet recycleren. Kwaliteit – gebruiksvriendelijkheid – Milieu. Stimulatie bij bedrijven om afdelingen kwaliteit en milieu meer en beter te laten samenwerken. De gemeenschappelijke drijver hierbij is gebruiksvriendelijkheid. VB: bij verpakking van voeding: niet enkel een verpakking die de kwaliteit van het product bewaart, maar ook deze met de laagste milieu-impact en beste recycleerbaarheid. Hieronder vallen het stimuleren duurzame verpakkingen, design 4 recycling, fit for purpose, kennis delen etc. Verdere sensibilisering van recyclage, recyclaten en ecodesign Recyclage en recyclaten hebben nog steeds geen geweldige reputatie. Bedrijven vrezen voor afne-

mende kwaliteit bij het gebruik van recyclaten. Consumenten zijn zich vaak niet bewust van de impact van de recyclage van het huishoudelijk afval. De mensen thuis weten niet wat er gebeurt met de PMD materialen en hoeveel producten er reeds op de markt zijn op basis van recyclaat. Door het imago van recyclage en recyclaten op te krikken zullen ook het gebruik van recyclaten en de recyclage inspanningen toenemen. Nieuwe business modellen ontwikkeling en verspreiden Er zijn reeds bedrijven die nieuwe modellen hanteren voor het valoriseren van afvalen nevenstromen. Deze bedrijven zouden naar voor kunnen treden als voorbeeldcases ter inspiratie van de anderen. Een voorgezette denktank De verdere behandeling van het onderwerp “polymeer en kunststof recyclage” met de nodige multidisciplinariteit. De FISCH Polymeer Kringlopen Roadmap workshops zijn afgelopen. Er is vraag naar een voortzetting van dergelijke bijeenkomsten. FISCH organiseert periodiek Open Consortium meetings voor haar innovatie programma’s. Deze meetings kunnen een antwoord bieden op deze vraag. MIDDELLANGE TERMIJN Compatibiliseren van kunststoffen - In kaart brengen van aard en waarde van moeilijk te verwerken kunststofstromen - Matrix opstellen van de niet- en compatibele kunststoffen - Bepalen welke additieven geschikt zijn voor welke kunststofmengsels en de beoogde toepassingen. - Zoeken naar nieuwe toepassingen voor herwonnen mengpolymeren.


31



T +32 2 238 97 64 F +32het 2 230ont71 18 Slimme lossende hechtmiddelen voor M +32 496 529 526

tie voldoende inputmateriaal beschikbaar, kennis en mantelen van complexe voorwerpen dus kansen in Vlaanderen, in potentie geschikt om een hoogwaardig materiaal te maken, dat [email protected] - Voorwerpen uit kunststoffen en/of hybride systemisch rendabel op de markt gezet kan worden (dus www.fi-sch.be men bestaande uit kunststoffen en andere materiameerdere kansrijke toepassingen. len. - Evolueren van schroeven naar slimme tape voor apparaten, auto’s, gebruiksvoorwerpen - Bijkomende voordelen zijn meer mogelijkheden op vlak van design voor apparatenbouwers of lagere assemblage kosten voor de constructie van auto’s. - Materialen (kunststoffen) en hechtingsmiddelen (tapes) moeten op elkaar afgestemd zijn. - Oppervlakte activatietechnieken kunnen hierbij een oplossing brengen. LANGE TERMIJN Kennisuitwisseling chemie recyclage Gebaseerd op de korte termijn actie “stimuleren van samenwerking tussen (basis)chemie producenten en recyclage bedrijven” zal er op lange termijn een gevestigde samenwerking en kennisuitwisseling zijn tussen de chemie (polymeer) producenten en de recyclage sector. In de toekomst kan deze samenwerking nog verder evolueren, mogelijks tot het punt waarbij men vanaf het punt van de aller eerste ontwikkeling van polymeren/kunststoffen rekening houdt met de toekomstige recyclage en hergebruik. Technologie om groepen polymeren in gestandaardiseerde moleculen of recyclaat om te zetten Onderzoek naar kansrijke technologieën en het ontwikkelen van de technologieën met aandacht voor verwaardingsroutes, procesontwikkeling en reactor ontwikkeling. Verwaardingsroutes geven aan welke routes door de keten combinaties van kunststoffen en polymeren volgen. Dit project start t met een selectie van kansrijke stromen. Dit betekent in poten-

32


Depolymerisatie & devulkanisatie om probleemstromen zoals thermoharders selectief te breken De recyclage van thermoharders blijft een moeilijk gegeven. Indien we op de lange termijn echt willen inzetten op zero waste en doorgedreven recyclage zal men ook voor deze stromen recyclage mogelijkheden moeten onderzoeken, uitwerken en ontwikkelen. Materiaal database Op basis van de korte termijn actie “opstellen van een recyclage databank en recycle data sheets” zal men op de lange termijn deze database ook daadwerkelijk kunnen gebruiken. Het gebruik hiervan stimuleert de recyclage van polymeren en kunststoffen én de efficiëntie hiervan. Via onderzoek en simulaties ontwikkelen optimale routes/concepten voor retour logistiek incl business modellen, voertuigen De terugname van EoL producten bevorderen door: - Logistieke routes en concepten te ontwikkelen en toe te passen - Nieuwe business modellen voor gebruik van afvalen nevenstromen te ontwikkelen (zie ook de bijhorende korte en middellange termijn acties) - Na te gaan voor welke EoL producten deze actie voor Vlaanderen (België) het beste haalbaar is. Bijvoorbeeld, productie en logistiek van auto’s koppelen aan de terugname, de-assemblage en recyclage.

Bijlage 1 Visie op polymeer en kunststof rec ycling per tijdvak 2012-2016 - Meer recyclage in de fabriek. Productieafval wordt excellent ingezameld en vaak direct verwerkt - Nieuwe business modellen zoals leasing/brede toepassing oud product retour bij aankoop nieuw exemplaar worden vaker met succes toegepast - Kennis van ecodesign en design for recycling bij productontwikkelaars neemt sterk toe en wordt consequent gebruikt - Meer gebruik van puur materiaal en minder gebruik van complexe kunststofcomposieten - Enkele sectoren hebben materiaal paspoorten met toepassingen en specs, inclusief recycle data sheets - Enkele sectoren hebben Excellente databases (per type recyclaat met duidelijke specs) - Klant accepteert gerecycled materiaal in diverse producten - Meer beloningssystemen voor netjes scheiden (door consument en bedrijf) - Financiering om scheiding en sorteren te stimuleren is geregeld met belangrijke rol bij de producent /distributeur. Hiervoor zijn internationale afspraken gemaakt - Uitgebouwd (logistiek) netwerk o.a. met geïntegreerd wegbrengen en oppikken verminderd aantal kilometers per hoeveelheid materiaal - Sterke groei aanbod bio based materials. - Er zijn Europese regels die onder bepaalde voorwaarden het gebruiken van bepaald type recyclaat in verpakking met voedingscontact toestaan

2016-2020 - Producten uit gestandaardiseerde polymeren (tapijt uit monomateriaal naast producten uit samen-ge-stelde materialen (folies) die vlot te recycleren zijn - Minder polymeren (families) met vergelijkbare functies - Verplichting van terugname door de invoerder en /of de producent - Enkele belangrijke herwinningssites met een groot hinterland voor de verwerking van specifieke stromen. - Consument en bedrijven krijgen o.a. informatie om goed te scheiden - Ecologisch transport voor diverse stromen - Koplopers hebben ketenbewaking van grondstof-producent t/m verwerker ingevoerd en kunnen daardoor voor enkele stromen kringlopen sluiten - Materialen (virgin en recyclaat) worden op grote schaal (Europees of globaal) gecertificeerd op basis van een duidelijke set van specs en grenzen - Bedrijven kiezen materialen en applicaties die foot print product verkleinen - De eerste lokale decentrale recycling parken/units op bedrijfsterreinen. In de parken wordt fijnmazig (meer soorten containers) en goed gescheiden - Veel kunststoffen bevatten SMART labels voor het identificeren en sorteren van materialen - Weekmakers, inkten en lijmen worden gescheiden - Opkomst slimme inzamelrecipiënten om contaminatie te voorkomen - Minder rigide regelgeving - Afvalwetgeving duidelijk en werkbaar. Transport van afval/nevenstromen over de landsgrenzen heen is een stuk eenvoudiger geworden - Intensieve samenwerking chemie en recyclage

2020-2030 - Vlaanderen is (wereld)TOP in de recyclage van enkele specifieke stromen - BIJNA 100% van de nieuwe producten zijn D4R. - BIJNA 100% juiste inzameling/sortering o Brede toepassing scheiden aan de bron o 100 % transparant optimaal en efficiënt beheerd met IT o Slimme inzamel containers genereren real time online informatie over inhoud. o Slimme materialen weten wanneer ze opgenomen kunnen worden in de keten - Productie afval minimaal - Gesloten cycli en near zero waste in een aantal sectoren/regio’s - Ketenbewaking van producent tot verwerker - Optimaal transport met fijnmazig logistiek netwerk, met reglementering en standaardisatie van retour-infra - Excellente materiaal databases en materiaalpaspoorten - Betere tuning recyclageproces/flexibele verwerking met duurzame recyclagetechniek - Minder polymeer families met vergelijkbare functionaliteiten - Additieven, solventen en katalysatoren met uitstekende EoL verwerking - Brede set toepassingen voor recyclaat met gegarandeerde kwaliteit - Klant accepteert gerecycleerd materiaal - Werkbare regelgeving stimuleert recyclage (o.a. doorbelasten milieu impact en recyclage kosten. - Nieuwe business modellen ondersteunen sluiten van kringlopen optimaal


33



Bijlage 2 Kansen kunststof & c hemie voor sluiten polymeer kringlopen T +32 2 238 97 64 Materiaalgebruik

F +32 2 230 71 18 M +32 496 529 526

over alle functionaliteiten.

1. Design for Recycling. Het structureel invoeren 5. Het gebruik van additieven om de kwaliteit van [email protected] en toepassen van Design for recycling en reuse polymeren op te drijven. Enerzijds zou het gewww.fi-sch.be door bedrijven bijvoorbeeld Modulair woning bruik van additieven bij virgin materials beperkt bouw, wanden demonteerbaar,en het modulair moeten worden. De additieven maken de recyopbouwen van de wagen. Producenten en proclage van de materialen niet makkelijker. ductontwikkelaar moeten op dit punt meer kenScheidings- en recyclagetechnieken nis krijgen en meer verantwoordelijkheid nemen. Dit kan/moet onder andere via wetgeving afge6. Polymeer ketenherstel: eenvoudige en duurzame dwongen worden. technologieën/processen om korte polymeren om te zetten in lange polymeerketen. 2. SMART materials, zelf herstellend, hervormend, en ingebouwde EOL-trigger, die aangeeft wan7. Flexibele verwerkingsmachines, die meerdere neer eigenschappen/performance zodanig achtype materiaal/gemengde stromen aankunnen teruitgegaan is dat reuse niet meer mogelijk is en dus complexe mengsels kunnen afbreken tot of materiaal dat communiceert welk materiaal hij eenvoudige moleculen, die vervolgens ge-upcyis. cled worden 3. Creatief zoeken naar nieuwe toepassingen met 8. Goedkope duurzame (investering) chemische remensen uit andere sectoren (bvb uit de bouw) cyclage technieken/machines, waardoor met een beperkte investerings en exploitatie kosten 4. Standaardisatie van materialen. Indien standaar(energie en water zuinig) en zonder schadelijke den worden ingevoerd voor de gebruikte machemicaliën ook kleinere hoeveelheden gerecyterialen bij de productie dan kunnen eindproleerd kunnen worden (bijvoorbeeld op bouw en ducten meer modulair worden opgebouwd door slooplokatie). de producent. De samenstelling van herwonnen materialen moet voldoende consistent zijn om 9. Intelligente scanner of tracer om materiaalsade compatibiliteit met de productieprocessen te menstelling te bepalen. Mobiel of geïntegreerd verzekeren. Grote variatie in kwaliteit sluit het in sorteer en/of scheidingsmachine. Kan werken gebruik in hoogwaardige toepassingen uit. Boop het principe van de lakmoesproef (meten savendien laat deze standaardisatie ook toe om de menstelling, door een kleine hoeveelheid matekringloopketen systematisch uit te bouwen. Men riaal te analyseren) of doordat smart materials heeft immers een meer stabiele input van gecommuniceren wat de samenstelling is. recycleerde materialen: objecten worden steeds 10. Fysisch-chemische voorzuivering + input beuit zelfde materiaal vervaardigd, gerecycleerde staande flow-sheets zoals bij symbiose, het gematerialen met eenzelfde kwaliteit, stabiel vobruik van garenfluff voor palen of om brandverlume aan gerecycleerd materiaal. Ondanks de tragers uit elektronisch schroot te halen (allen standaardisatie in bijvoorbeeld de automotive bestaande voorbeelden) productieketen, is het nu voor de klant nog 11. Scheidingstechnieken na malen (o.b.v. kunststofsteeds moeilijk een flexibele keuze te maken

34


type). Scheidingstechnieken na malen die toelaten om verschillende kunststoffen van elkaar te scheiden, o.a. door het gebruik van Optical Quality Control 12. Proces lattitude verhogen. Processen ontwikkelen voor hoogwaardige producten, die minder beïnvloed worden door schommelingen van de kwaliteit van de herwonnen grondstof. (zie ook 4) 13. Logistiek, ketensamenwerking en communicatie 14. Eenvoudige processen en kringloopketen. De kringloopketen kan pas slagen als het berust op eenvoudige processen. Te veel tussenstappen drijven de recyclage kosten op en maken het economisch onhaalbaar. Het concept (alias IKEA concept) moet meegenomen worden bij de ontwikkeling van nieuwe technologieën en producten.

beelden in de omringende landen (Duitsland). Wetgeving en randvoorwaarden 23. Sommige producten verplicht voor 100% uit recyclaat.: afstandhouders isolatie, vuilniszakken, kleerhangers, ‘onzichtbare’ constructies in de bouw. 24. Recyclaat bevorderende maatregelen, taks vrijstelling afhankelijk van % recyclaat, overheidslabel recycled+++ met bepaalde stimuli.

Logistiek en ketensamenwerking 15. Fijnmazig retour-mentaliteit van klant naar leverancier naar producent. Bijvoorbeeld Klant bekomt een voucher van de producent die kan verzilverd worden bij het EOL van het product en de aankoop van een nieuw product. 16. Verder sensibiliseren van eenvoudige sorteerboodschap naar consumenten en bedrijven. 17. Maatregelen om de kwaliteit recyclage stromen te beheersen. 18. Nieuwe innovatieve Inzamelconcepten (afbraak/ sorteer) 19. Toevoer recyclaat kunnen garanderen 20. Samenwerking over de keten versterken. 21. Samenwerking tussen recyclage bedrijven en (basis-)chemie versterken 22. Nog meer leren van de state-of-the-art voor-


35

36 ROADMAP POLYMEER KRINGLOOP

PA6 < ELV PA6 < ELV

Depolymerisatie – zure depolymerisatie Depolymerisatie – alkaline depolymerisatie Depolymerisatie – alkaline depolymerisatie Depolymerisatie – hydrolyse. Depolymerisatie van PA6 tot caprolactam gebeurt in 2 stappen; eerste partiële hydrolyse zonder katalysator bij temp 150 -220 °C; tweede stap met superheated stoom en H3PO4 als kata bij 220 – 280 °C.

5. 6. 7. 8.

11. Bacteriële degradatie 12. Depolymerisatie – hydrolyse; PU; Depolymerisatie bestaat uit uitwisselingsreactie van de carbamaat groepen; gecontroleerde degradatie van PU, crosslinking met vorming van oligomeren. De volledige hydrolyse van de carbamaat groepen leidt tot de vorming van diamines (toxisch), polyolen en CO2 als bijproduct. 13. Depolymerisatie – glycolyse; PU wordt in contact gebracht met glycol. Het resultaat wordt sterk beïnvloed door de concentratie glycol/PU, de katalystor, de reactor temperatuur en de structuur en het type van PU.

9.

Depolymerisatie – aminolyse. Bij aminolyse wordt de depolymerisatie van PA6 uitgevoerd met gecontroleerde hoeveelheden van diamines. Het resultaat is een mengsel van oligomeren. Aminolyse is aanvaard door DuPont als ideale oplossing voor tapijt recyclage. 10. Depolymerisatie – aminolyse

PA6 < ELV

Depolymerisatie – zure depolymerisatie. In sterk zure media (H2SO4) gebeurt de depolymerisatie van PA6 ook snel bij lagere temperatuur (85°C). 4.

Emerging (wetenschappelijke basis onderzoek); labo Toegepast onderzoek; pilot plant Industriële interesse: Bayer & General Motors (pilot) Toegepast onderzoek Industriële interesse: Regra (Germ) – demo plant

PU < ELV, C&D, WEEE

Emerging (wetenschappelijke basis onderzoek); labo

Emerging (wetenschappelijke basis onderzoek); labo

Emerging (wetenschappelijke basis onderzoek)

Conventioneel: toegepast in industrie Hoog potentieel: beperkt technisch risico Industriële interesse: BASF, Rhone-Poulenc, SNIA, DSM & Allied Signal, Rhodia Conventioneel: toegepast in industrie Hoog potentieel: beperkt technisch risico Industriële interesse: Dupont Conventioneel: toegepast in industrie Hoog potentieel: beperkt technisch risico Industriële interesse: BASF, Rhone-Poulenc Toegepast onderzoek; labo

Toegepast onderzoek Industriële interesse Henkel

PA6 < ELV PU < ELV, C&D, WEEE

PA 6,6

PA6 < ELV; PA 6,6

PA 6,6

PA 6,6

PET < packaging

Depolymerisatie – Henkel proces: Omzetting van PET (polyethylene terephthalate) tot zijn monomeren (ethylene glycol en terephthalic acid)

3.

PET < packaging

Lange termijn perspectief voor verdere ontwikkeling Uitdaging: niet enkel gebruik van zuiver PU

Beperkt potentieel: nog geen economisch haalbare manier om technologie te implementeren Lange termijn perspectief voor Lange termijn perspectief voor verdere ontwikkeling Geen mengsel van flexibele schuimen

Medium: verdere ontwikkeling veelbelovend voor added value recyclage proces Lange termijn perspectief voor verdere ontwikkeling Uitdagingen: - Zonder fillers - Zuivere scraps als input Lange termijn perspectief voor verdere ontwikkeling

Beperkt potentieel: nog geen economisch haalbare manier om technologie te implementeren

Hoog potentieel: verdere ontwikkeling is veelbelovend voor een max added value recyclage proces

Bijlage 3 Uitdagingen voor sluiten polymeer kringlopen

Depolymerisatie – methanolyse. Behandeling van PET met methanol op relatief hoge temperatuur (180 – 280 °C) en druk (20-40atm), wat leidt tot de vorming van dimethyl terephthalate en ethylene glycol. Transesterificatie katalyst Zn acetate.

Ontwikkelingen na 2020 Uitdagingen: - Input mag nog geen contaminatie bevatten - Input moet zuivere scraps zijn


2.

Huidige status en ontwikkelingen tot 2020 Conventioneel: toegepast in industrie Hoog potentieel: verdere ontwikkeling is veelbelovend voor een max added value recyclage proces Industriële interesse: Hoechst Celanese, Wellman, Eastman Chemical Co, AIES Company Ldt, NanYa Plastics Co, Roychem Toegepast onderzoek Industriële interesse: Teijin, Mitsubishi, Eastman Chemical co.

T +32 2 238 97 64 F +32 2 230 71 18 M +32 496 529 526

Technologie + omschrijving 1. Depolymerisatie – glycolyse Voor de depolymerisatie van PET kan een mengsel van methanol en water gebruikt worden. Atm druk. Temp 210-250 °C. Transesterificatie katalyst. Resultaat: mengsel van oligomeren.

Polymeer + input materiaal PET < packaging

Materiaalgebruik tief slopen en verwerken in PVC, ook voor overschotten 1. Recycled materiaal duurder dan virgin ook door [email protected] het niet correct doorrekenen milieu impact! 13. Klant acceptatie van gerecycleerd materiaal www.fi-sch.be 2. Onduidelijk welke materiaal in producten zit. 14. Opkopen van materiaal vanuit Azië 3. Samengesteld materiaal is moeilijk te scheiden en 15. Dunbevolkte gebieden niet bereikbaar voor recyrecyclen. clage/ophaling 4. Het gebruik van additieven maakt de recyclage 16. Exploitatie beperkingen voor chemische recyclage van de materialen complexer. – reststromen verwerking. Bij chemische recyclage ontstaan afvalstromen (vb waswater, oplos5. Hoge kwaliteitseisen van de klant versus groene middelen,..), die op hun beurt moeten verwerkt en biomaterialen. Beide eisen zullen met elkaar worden (vb in een waterzuiveringsinstallatie,..) verzoend moeten worden. 17. De recycleketen moet economisch haalbaar en Scheidings- en recyclagetechnieken duurzaam zijn, dus de prijs van recyclaat moet 6. Kosten en kwaliteit van het sorteren. Die kunnen hoger zijn de productiekost ervan . Bij de reverbeterd worden door gescheiden inzamelen, cyclage van de polymeren mag niet meer afval mobiel scanner, meer kennis/deskundigheid in gegenereerd worden dan vandaag de dag. Het “sorteren” en Design for recycling is dus belangrijk naar de totale waardeketen te 7. Beperkte kennis van chemische recyclage proceskijken en alle (milieu)kosten van de recycleketen sen van polymeren in Vlaanderen (in het algemee in rekening te brengen in de Total Cost of meen en bij chemische en recyclage bedrijven. Ownership. Gaat dan om kennis van welke chemische proWetgeving en randvoorwaarden cessen (vinylloop), de toepassingen en de performance van de processen 18. Wereldwijde uniforme wetgeving m.b.t. wat mag wel/niet voor materiaal en technologie. Dit moet 8. De “ontdoener” consument moet meegaan in voorkomen dat bedrijven in Vlaanderen finansorteren (haalbaarheid!) cieel moeten concurreren met bedrijven in het 9. Biodegradeerbaar plastic → vernietigt toepassinbuitenland die veel goedkoper uitzijn met afvoer gen (behalve als daar een marker/trigger voor en verbranden gemaakt wordt) 19. Financieel voordeel (subsidie) op groene stroom 10. Milieu impact recyclage t.o.v. verbranding/enermaakt verbranden financieel aantrekkelijker dan gie recuperatie verbeteren. Bijvoorbeeld stofrecyclage. vorming verkleinen (vb g% stof bij shredderen elektronische schroot) 20. Vervoer naar andere landen. Het is eenvoudiger en rendabeler om afval naar het Verre Oosten 11. Verwijderen onaangename geuren en verf. te exporteren. Anderzijds kan het ook zijn dat Logistiek, ketensamenwerking en communicatie er door de interne grenzen onvoldoende grondstoffen kunnen aangevoerd worden om een ren12. Hoge inzamelkosten. Die kunnen verlaagd wordabele schaal voor de uitbating van een instalden door volume verkleining (onder voorbehoud latie mogelijk te maken. kwaliteit), lokaal + mobiel verwerken, en selec-

Auteur: Mieke Dams (DNV)


Bijlage 4.1 chemische depolymerisatie

FISCH

Bijlage 4 Verkenning technologieën


Bijlage 4 Verkenning technologieën Bijlage 4.1 chemische depolymerisatie


37

38 ROADMAP POLYMEER KRINGLOOP

Polymeer + input materiaal virgin

24. Gasificatie Energie recuperatie/recyclage uit gehalogeneerd plastiek Batelle/FERCO proces in Akzo Nobel stoom gasificatie pilot plant (Ned); industriële plant bouwplan gestopt 25. Katalytisch kraken. Aangezien het thermisch kraken moeilijk te sturen is, wordt er vaak gewerkt met een katalysator; zo ontstaan er kationishe intermediairen. Bovendien kan door de katalysator ook het kraken bij lagere temperatuur plaatsvinden.

23. Gasificatie Energie recuperatie/recyclage uit gehalogeneerd plastiek Linde KCA slag bad gasificatie proces: pilot plant – Solvay; nog geen industriële plant

Gemengde polymeren (MPW) < WEEE, ELV, D&D, packaging Kurata proces

PVC Ijzer en zware metalen scheiden Metalen partikels door magneet verwijderen PVC < C&D, WEEE, packaging Zuiver of gemengd PVC met andere componenten

PVC < WEEE, C&D Geen beperking op Cl; mag andere synthetische componenten bevatten 21. Thermolyse – pyrolyse; Thermalyse. Het proces is gebaseerd op de liquefactie van plastiek PE, PP, PS < packaging, met de productie van een distillaat dat bestaat uit een fuel, dat gebruikt kan worden als agriculture fuel voor diesel branders, trucks en generatoren. Het systeem gebruikt liquefactie, pyrolyse niet nodig om te wassen of en de katalytische afbraak van plastiek. Een proces waarbij scrap en plastiek afval sorteren; mag contaminatie geconverteerd kan worden tot vloeibare HC, -‐ als brandstof. bevatten Marketing product: fuel als auto diesel, met lage emissie Vezel versterkte plastics: zwak en voorbehandeling is nodig om vezels te verwijderen Input: -‐ Niet PVC -‐ PUR: zwak; -‐ olie recycling is beperkt 22. Thermisch – pyrolyse Gemengde polymeren (MPW) ELV (ASR)

20. Thermolyse – pyrolyse Energie recuperatie/recyclage uit gehalogeneerd plastiek NKT Watech 2-‐staps pyrolyse: pilot plant (DK); geen budget voor opschaling

Technologie + omschrijving

19.

Emerging (wetenschappelijke basis onderzoek)

Toegepast onderzoek

Beperkt: nog geen economisch haalbare manier om technologie te implementeren

Toegepast onderzoek; labo Siemens Schwel-‐Brenn proces (combinatie van pyrolyse en verbranding) 3 plants in Duitsland – MSW Test met ASR in Ulm-‐Wiblingen – proces niet meer operationeel omv economische redenen Licentie in Japan: Mitsui-‐Babcock (focus op MSW-‐ en Takuma Tech (Kanemura plant voor ASR) Toegepast onderzoek

Beperkt: nog geen economisch haalbare manier om technologie te implementeren Uitdagingen: -‐ Vrij van niet-‐plastiek -‐ Beperkte PVC

Lange termijn perspectief voor verdere ontwikkeling

Beperkt: technische risico’s zijn te hoog

Medium: adoptie en verspreiding waarschijnlijk, maar mogelijks moeilijk

Beperkt: nog geen economisch haalbare manier om technologie te implementeren

Ontwikkelingen na 2020

Uitdagingen: -‐ Reagens verbruik -‐ Onzuiverheden vermijden

Uitdagingen: -‐ Lage energie export level -‐ Technische moeilijkheden en proces modificaties

Toegepast onderzoek; pilot plant Liquefactie, pyrolyse en katalytische afbraak van plastiek tot diesel Thermalyse: Nabari plant (japan); 1 plant in Spanje; Thermofuel door Ozmotech: 31 bestellingen in EU

Huidige status en mogelijke ontwikkelingen tot 2020 Industrieel Stabiele product kwaliteit Toegepast onderzoek

Conventioneel: toegepast in industrie Hoog: industriële verspreiding is waarschijnlijk Ebara TwinRec (gasificatie gecombineerd met verbranding) in Japan UBE proces en ICFG Syngas van ASR gasificatie is gebruikt als zuivere fuel voor boiler. EE 20-‐25% Energie verbruik 572 MJ/ton Conventioneel: toegepast in industrie Barrière is de organisatie van stabiel en efficiënt collectie systeem, om stabiele stroom van raw materials te hebben.

Conventioneel: toegepast in industrie Veba combi cracking proces – KAB (Germ) – industriële activiteit gesloten

Medium: verdere ontwikkeling veelbelovend voor added value recyclage proces Uitdagingen: -‐ Vrij zijn van niet-‐plastiek materiaal; beperkte PVC, metaal -‐ Beperkt vocht gehalte Hoog potentieel: verdere ontwikkeling is veelbelovend voor een max added value recyclage proces

[email protected] www.fi-sch.be

18.

17.

Conventioneel: toegepast in industrie Innovene (BP) polymer cracking process (pilot plant)

Medium: technologie potentieel niet zeker Uitdaging: Vrij zijn van niet-‐plastiek materiaal

Ontwikkelingen na 2020 Uitdagingen: -‐ zuurstof en natural gas nodig -‐ Problemen met gehalogeneerde producten

T +32 2 2384.2 97 64thermische feed stock recyclage Bijlage F +32 2 230 71 18 M +32 496 529 526

16.

-‐ mag 4-‐5% PVC in verpakkingsmateriaal -‐ Vrij zijn van niet-‐plastiek materiaal; Plastiek smelten en dehalogeneren Thermisch k raken. Bij thermisch kraken wordt het polymeer verhit, zonder zuurstof. Gemengde polymeren (MPW) < Door de sterke verhitting gaat het koolwaterstofmengsel de koolstof-‐koolstof bindingen WEEE, ELV, D&D, packaging homolytisch splitsen. De radicalen die hierbij ontstaan, kunnen terug recombinatiereacties Input: ondergaan. Dit laatste is een zeer reactief proces; moeilijk te controleren. -‐ Vrij zijn van niet-‐plastiek materiaal; -‐ beperkte PVC, metaal Katalytisch kraken – h ydrogenatie. Dit is een vorm van katalytisch kraken, waarbij er Gemengde polymeren (MPW) < ook waterstof wordt toegevoegd. Hierdoor worden de onverzadigde verbindingen verder WEEE, ELV, D&D, packaging gehydrogeneerd. Als katalysator wordt vaak een zeoliet gebruikt. Plastiek > 90%; PVC beperkt (2-‐ 4%); metaal (<1%) en inert beperkt (<4.5%) Residueel water < 1% Gas – o xidatie; T winrec. Gefluidiseerd bed gasificatie in combinatie met as smelting. Gemengde polymeren (MPW) < Gasifier: eigen intern circulerend fluidised bed – op temp 500 – 600 °C. Het doel van EVL (ASR) gasifier: scheiden van verbrandingsgedeelte en stof van inerte en metaalpartikels. Fuel gas Geen voorbehandeling van feed en carbonrijke partikels worden verbrand in de cyclonische verbrandingskamer – temp nodig. 1350 – 1450 °C, met toevoeging van lucht. De gesmolten slag wordt gequenched met water ter vorming van granulaat met uitstekende lek weerstand – voldoet aan alle regelgeving voor recycling in de bouw. Energie inhoud van afval wordt geconverteerd in elektriciteit en/of district heating met hoge efficiëntie. Vinyloop proces -‐ S olvin PVC; Productie van “as virgin” PVC Recycled PVC prijs 60-‐70% van

Conventioneel: toegepast in industrie Industrieel: BASF conversie proces – piloot gesloten

Huidige status en mogelijke ontwikkelingen tot 2020 Conventioneel: toegepast in industrie Hoog potentieel voor een max added value recyclage proces Syngas is zuiver en kent vele toepassingen gebruikt worden, fuel voor boiler/gas turbine/gas engine/synthese chemicaliën Industrieel: Netherlands Refining Co BV; Gobal Energy Inc; Schwarze Pumpe plant (Germ) Pilot: Texaco, Shell, Nuon Buggenum Fondotoce (it) – demo gestopt in 1999; Karlsruhe gestopt in 2004; Japan (Chiba) Corenso United Oy Lt, Industrieel: Varkaus (Finland)


Input:

Input moet: -‐ Metaal vrij -‐ PVC < 5% -‐ Papier beperkt -‐ Versnipperd; droog; Al & PE coating, typisch 70% vezels, 30% PE Afval persen, drogen, ontgassen Gemengde polymeren (MPW) < WEEE, ELV, D&D, packaging PE, PP, PS, ABS

Polymeer + input materiaal Mengsels (MPW), HDPE, LDPE < MSW, packaging, agriculture, WEEE, ELV (ASR), C&D

FISCH

15. Thermolyse – p yrolyse. Pyrolyse is een afbraakproces in de afwezigheid van zuurstof. Plastiek afval wordt in een cylindrische kamer behandeld en het pyrolyse gas wordt gecondenseerd – ter vorming van een hydrocarbon distillaat, bestaande uit rechte, vertakte alifaten, cyclische alifaten en aromatische HC. Het resultaat is gelijkaardig aan een petroleum distillaat “Green Fuel”.

Technologie + omschrijving 14. Gasificatie; Het T hermoselect proces is een geïntegreerde hoge temperatuur technologie, waarbij pyrolyse en gasificatie met zuurstof gecombineerd worden. Het gecomprimeerd afval gaat in de gasificatie reactor (reductief, 600 °C). In de volgende stap, wordt pure zuurstof toegevoegd zodat de organische componenten oxideren tot CO en CO2 (2000 °C). Inorganische componenten worden gesmolten en gaan in homogenisatie reactor. Het geproduceerd synthetisch gas kan gebruikt worden voor verwarming van het pyrolyse kanaal en voor de productie van elektriciteit. Voordeel: geen as, slag of filter stof. Schwarze Pumpe: converteert biomassa, kool en afval in zuiver fuel gas en synthese gas. Geïntegreerde gasificatie (1800 °C), methanol en combined-‐cycle electriciteitsproductie plant. Het slag omvat de residuele polluenten en kan als constructiemateriaal gebruikt worden. Energie tot syngas 65%; syngas tot methanol of H2

Auteur Mieke Dams (DNV)

Bijlage 4.2 thermische feed stock recyclage




39

Multi layer

Detectie op kleur

Toepassingen

40


Bijlage 5 Uitwerking must have innovaties

T +32 2 238 97 64 F +32 2 230 71 18 M +32 496 529Perspectief 526

[email protected] - Reeds toegepast in zowat alle sorteercentra, Snel, efficiënt en rendabel: o FostPlus (blauwe zak recyclage)www.fi-sch.be - detecteren van meerdere types polymeren o automotive, en kunststoffen (ook zachte en folies) o witte en bruine producten, - met 1 machine scheiden in meerdere frac elektro toestellen, etc. ties,. - Sorteren op type kunststof - scheiding van food en non-food kunststof (PP – PET – HDPE) en kleur. fen - Enkel voor harde kunststoffen dus ook - detectie van additieven in de kunststoffen, geen folies bvb scheiding van kunststoffen met en zonder brandvertragers - detectie technieken die werken op maalgoed

Chemische oplossingen voor multi layer kunnen toegepast worden voor: folies in automobile, dak/bouw, verpakkingen, Kabels, flessen met barrière- eigenschappen, vloren en wanden en als smelt additief. Momenteel lopen er onderzoeken naar - Tapijtsector (polypropylene). Hier wordt onderzocht hoe de verschillende lagen van het tapijt gemakkelijk van elkaar kunnen scheiden; mono-materiaal gebruiken voor de verschillende lagen van het tapijt - Automotive lijmen om via thermisch en/of chemische processen lagen eenvoudig te scheiden - Scheiden en immobiliseren van weekmakers – hoog moleculair gewicht - PVC


- Vormverandering – delamineren - Thermische / chemische reactie, waarbij de verschillende polymeren op een verschillende manier reageren - Triggers inbouwen - Immobiliseren van weekmakers

Kritieke punten - Goed scheiden van kleurnuances die dicht bij elkaar liggen, zwart en ook wit van en kleurloos - Betere kleur herkenning voor multi layer en kleurherkenning. - problematiek zwarte kleur van gerecycleerde kunststoffen - schrinks rond flessen en andere verpakkingen bemoeilijkt de detectie en identificatie van de onderliggende kunststof - efficiëntie en snelheid van de technologieën, - machine voor het rendabel detecteren en sorteren van kleine hoeveelheden

Toepassingen

Tracers



Tracers (materiaal paspoort) en markers met informatie over aard, oorsprong, samenstelling, verwerkbaarheid. (bijv met muRFID chips, infra rood, LUMIflex of fluoriserend). Wordt nu al door diverse bedrijven toegepast om eigen product te herkennen en efficiënt in te nemen. Dit kan op termijn toegepast worden voor alle kunststoffen, kort en lang cyclisch met veel aandacht voor het voorkomen en identificeren van ongewenste toevoegingen (onzuiverheden).

Perspectief Tot 2020 - Specifieke triggers die ook eenvoudig toe te passen en te gebruiken zijn voor lage concentraties van stoffen - Meer materialen om formulatie vast te stellen - Minder additieven/inkt nodig om tracer te printen - Ontwikkeling van QR code tot echt materiaalpaspoort bij koplopers in de bouw en producenten van hoogwaardige kunststofbehuizingen en verpakkingsbedrijven die de kringlooplopen willen sluiten

Kritieke punten - Aanpassing sorteermachine - Globale uniforme standaarden voor tracers - Eenvoudig te verwijderen tracers - Veilige tracers, waarbij migratie niet mogelijk is. Vooral essentieel bij kringlopen sluiten warijb stromen van meerdere bedrijven betrokken zijn - Management: wie mag wat gebruiken

Tot 2030 - Materiaalpaspoort op alle kunststoffen, ook de goedkope kort cyclische - RFID chips o.b.v. polymeren - Alle tracers op polymeer basis en direct geprint - Materiaalpaspoort in DNA van het fosiele en bio based materiaal

- Kost competitie versus andere technieken (energie, mechanische recycling …) - Eco-footprint: door het gebruik van chemicaliën - Design for recycle: hoe gemakkelijk kun je de multi-layers van elkaar scheiden

Uitsorteren kleine concentraties

FISCH

- Aluminium kunststof hybride materialen (cross-linked polyethylene (PEX) pipe met een aluminium binnenlaag, polystyreen/ aluminium voedingsverpakkingen, tubes) vormen een interessante substroom in kunststofafval. - Filtratie van gesmolten kunststofstromen wordt vandaag al toegepast voor het verwijderen/winnen van metalen.

- Stijgende grondstof- en energieprijs maken de extractie van Aluminium in de toekomst meer attractief.

- De filtratieprocessen zijn nog onvoldoende efficiënt. De ontwikkeling van nieuwe membranen biedt hier een mogelijk perspectief. - Het collecteren van voldoende materiaal met de waardevolle contaminant (in casu aluminium) is een thema.


41


Diamant Building Boulevard Auguste Reyerslaan 80 B-1030 Brussels T +32 2 238 97 64 F +32 2 230 71 18 M +32 496 529Perspectief 526

[email protected] Verwijderen van chemicaliën, bedrukkingen - van (sterk) bedrukte folies terug naturel en onzuiverheden d.m.v. alkali, zuur, solvent, (kleurloze) folies maken www.fi-sch.be super kritische vloeistoffen, ionische vloei- - lijmen verwijderen stoffen focus op maalgoed, want voor folies, - bedrukkingen van andere kunststof plastic voorwerpen in hun geheel etc is de verpakkingen en voorwerpen verwijderen aanpak anders). Nu worden alle types kunst- - verwijderen van tracers en markers stoffen worden gewassen. Voornamelijk - Ontkleuren in de massa voor het verwijderen van fysieke verontrei- - Ontwikkeling van nieuwe (watergebaseernigingen zoals lijmen, vuil resten, etc. Maar de) solventen, properder en beter ook voor het elimineren van eco-toxische - droge reiniging (voor besparing van water stoffen. Een voorbeeld van dit laatste is het en energie) wassen van plastic bidons van chemische - nazuivering en/of hergebruik van nevenverdelgingsmiddelen. Toepassingen zijn: stromen

Kritieke punten - Innoveren vanaf het design van zowel de kunststoffen als de inkten, lijmen, kleurstoffen, etc. - ontkleuren in de massa, deze innovatie zou impliceren dat een aanzienlijk groter aandeel van kunststoffen eenvoudig hergebruikt kan worden. - De zwarte/grijze kleur is nog steeds een grote hindernis. - Er wordt nog te weinig aandacht besteed aan design for recycling - Kost van nevenstromen zuivering

- het afwassen van inkten en bedrukkingen - verwijderen van lijm(resten)

Compatisabilisatoren

Perspectief

Kritieke punten

Mogelijke toepassingen zijn - Polyurethaan – tijdens de productie: terug vrijgave van polyol , PET – ethyleen glycol; terephthalic acid, PA – nylon, PLA - PET (vrij matuur), PA, PU, PVC (issue met zoutzuur) - Polymeren toevoegen in bio-polymeren; bio-materialen - Bouw - Eerder op bulkmaterialen, veel minder op niche materialen - Zie ook bijlage 4.1

- PU, end of life, PVC - Optimalisatie van bestaande technieken (zie overzicht) - Nieuwe materialen onderzoek - Logistiek: aanvoer van materiaal, zoals PU matras - Bioplastics uit biomateriaal, bv. PLA - PE als C-bron voor biomateriaal ontwikkeling

- Selectie materiaal - Zuiverheid - Kost – energie - Schaalgrootte; niet op lokale schaal - Rendement - Inzetbaarheid van bereikt product - Down-cycling - Wetgeving omtrent afval

- Alle kunststoffen. Dus ook thermoharders? - Vooral om maalstromen eenvoudig op te kunnen zuiveren en te homogeniseren. - Voorstap om voor nichemarkten gladde oppervlakten te verwerken (matting agents) in bijvoorbeeld niche markten voor automotive, electronica, wanden en keukens, meubilair. Proces geeft een mooie high quality marmer look - Ontwikkelen poederstromen voor gebruik in Additive manufacturering en (eenvoudige 3 D printers) - Ontwikkelen poeders, die als vulmiddel gebruikt kunnen worden - Voorstap voor het chemische depolymerisatie proces/functionaliseren.

- Kost en capaciteit verpoederinstallaties verbetert - Combinatie van een solvent die makkelijk kraakt en semi droog vermalen - Bros maken en vermalen - Micro dysed

- 1ste generatie recyclaat: wat krijgen we terug? Is dat nog her te gebruiken (lijkt vooral een probleem te worden bij toepassing als input voor eenvoudige 3D print processen met recyclaat - Snelle veroudering van poeders bij 3 D printen - Stof en Veiligheid

- ontkleuren van plastics in de massa - ontgeuren - verwijderen van eco-tox

42

Toepassingen

Compatibilisatoren voor het formuleren en compounderen van niet mengbare stromen (via extrusie of injection molding). Toepassingen zijn: - Compatibilisatoren worden vandaag al benut bij het mengen van virgin polymeren om kunststoffen te maken met verbeterde materiaal eigenschappen. Typische voorbeelden zijn: ABS en polycarbonaat, Polyamide en ABS, PET en PP. - Sommige gecontamineerde reststromen van kunststoffen worden op deze wijze verwerkt. Het betreft vaak toepassingen met een lage kwaliteit. Bij de grote chemieondernemingen (BASF, BYK chemie) wordt al actief gewerkt aan compatibilisa-toren. Het onderzoek is arbeidsintensief. De ontwikkelingen op het vlak van combinatorisch screenen helpen hierbij.


- Het perfect sorteren en scheiden van gemengde kunststofstromen zal ondanks de verwachte evoluties van de technologie een knelpunt zijn voor sommige stromen. - De ontwikkeling van hybride materialen, multilayer verpakkingen of gemengd textiel, betekenen ook een hinderpaal voor de efficiënte scheiding. - Goede beheersing van het compatibiliseren van dergelijke mengstromen kan de mogelijkheid bieden om desondanks kunststoffen met een hoge toegevoegde

- Een matrix voor courante polymeren met mogelijke combinaties en de noodzakelijke compatibilisatoren om onjuist mengen tot inferieure kwaliteit te voorkomen. - De homogeniteit van de (gezuiverde) stroom moet goed gekarakteriseerd zijn. Dit vereist - Representatieve karakterisatie technieken, bijhorende staalname methoden en homogenisatie processen. - Vlaanderen beschikt aan zijn kennisinstituten over voldoende expertise over compatibilisa-toren, maar dit onderzoek krijgt weinig of geen aandacht. De recyclage ondernemingen hebben daardoor onvoldoende kennis op dit gebied - De competitie tussen ondernemingen verhindert een open samenwerking.

verpoederen, microniseren, cryogeen vermalen

Verwijderen onzuirheden

Toepassingen


Chemische depolymerisatie

FISCH


43


Kunststof uit algen

Blends va materialen

Toepassingen

44

Jan Van Havenbergh, dr. sc. Managing Director Diamant Building Boulevard Auguste Reyerslaan 80 B-1030 Brussels T +32 2 238 97 64 F +32 2 230 71 18 M +32 496 529Perspectief 526

Kritieke punten

[email protected] - Polymeer blends (‘alloys’ of mengsels) van - De ‘hoogdagen’ van het fundamenteel ‘nieuw’ gesynthetiseerde (virgin) polymeonderzoek naar polymeer blends en comwww.fi-sch.be ren bestaan reeds meer dan 30 jaar. Verpatibilisering zijn voorbij (jaren ’80 en scheidene polymeer paren, of zelfs trio’s, ’90). Lopende onderzoeken zijn meestal hebben synergistische eigenschappen en bedrijfsspecifiek en hebben een confidenbehoren tot de groep van commercieel tieel karakter. succesvolle ‘engineering plastics’. - Het verbeteren, verfijnen en versnellen o De polymerische slagvastheid-verbetevan chemische detectie methoden en de raars (impact modifiers). aerodynamische scheiding. Daarbij wordt o Blends met een block copolymeer of ook gewerkt aan betere beeld-herkenning een reactief polymeer om een mengtechnieken. sel in-compatiele polymeren superieure - mechanochemistry. Hierbij ontstaat via mechanische eigenschappen geven of extrusie een chemische compatibilisatie. om incompatibele polymeer stromen De polymeerketen wordt in midden ge om te zetten in een goed eind product broken door afschuifkrachten. De reactie- Kennis over polymeer compatibiliteit en ve radicalen worden daarna gebruikt voor het gebruik van eigenschap-verbeteraars een ent-reactie op een ander polymeer, wordt voor het recycleren van plastics toemeestal onder specifieke, zuurstofvrije gepast. omstandigheden. - Ontwikkelen van nieuwe chemie en processen voor efficiënte ontleding en scheiding, en hergebruik van de chemische bouwstenen. - Ontwikkelen van nieuwe compatibilisering systemen en processen voor complex samengestelde polymeren.

- De recyclage stromen worden steeds complexer en moeilijker om mechanisch te scheiden. - De route via chemo/thermo-lyse vergt een extra conversie stap en leidt tot extra kosten. - De route via compatibilisering van complexe samengestelde polymeren is ook beperkt door gestage degradatie van de polymeren o extra thermische belasting (compoun deren en spuitgieten) bovenop de foto oxidatie. Het oxideren van N-houdende polymeren leidt daarbovenop ook tot vergeling. o afschuifkrachten leiden tot doorbraak van enkele polymeerketens en dus ach teruitgang van mechanische eige schappen.

- Productie van grote hoeveelheden algen met constante kwaliteit - Biorefineries ontwikkelen - Combinatie van producten nodig (Food, Feed, chemie) - Bioraffinage van polaire lipiden

- Prijs: vooral naar additieven en technische polymeren kijken in het begin - Stabiliteit van de anti oxidanten, kleurstoffen in de polymeermatrix - Behoud van recycleerbaarheid van polymeren om gesloten kringlopen te maken (cfr coextrusie zorgt ervoor dat de PE niet meer kan worden gerecycled)

Momenteel worden algen vooral als vulstoffen gebruik in coextrusie met polymeren. Deze kunststoffen zijn al commercieel. Naar de toekomst zijn er mogelijkheden naar: - Epoxy en polyesterharsen op basis van algenanen en oliën - Alkydharsen op basis van de oliën - Anti oxidanten - Kleurstoffen - UV absorbers


Toepassingen

Bio based materialen voor Adds on

FISCH

Gebruik maken van de inherente eigenschappen van bio-polymeren die niet goed gerealiseerd kunnen worden met polymeren o.b.v. fossiele basis. Het gaat dan onder andere om het gebruik van: - Grotere gevoeligheid (kwetsbaarheid) voor vocht en hoge temperaturen. Een eenvoudige oplosbaarheid kan bijvoorbeeld gecombineerd met de gevoeligheid voor warmte gebruikt worden om PLA polymeren uit folies los te krijgen en daarmee zuivers stromen voor depolymerisatie te creëren. Dit princiep kan zowel in de initialisatie als in de nazuivering ingezet worden. - Tactiele eigenschappen zoals Soft touch eigenschappen en andere aan de natuur ontleende sterkten optimaliseren en inzetten - Mechanische eigenschappen (sterkte van de draad van ene spinnenweb) optimaliseren. - Het natuurlijke warme zicht voor meubilair en gebruiksvoorwerpen - Hechten en onthechten - Self healing en cleaning kwaliteiten. - Trigger degradatie/onthechting Dit kan breed ingezet worden voor bijvoorbeeld onderdelen in automotive, electronica en verpakkingen

Perspectief - Geen grotere onderzoeken. Wel zijn diverse bedrijven waarschijnlijk via op dit punt vertrouwelijk onderzoek om voorsprong op de markt te creëren. De nadruk lijkt daarbij te liggen op slim lossende hechtingsmiddelen en trigger degradatie. - Hier lijken veel kansen te liggen, onduidelijk is wat het precieze perspectief is. Onduidelijk welke technologieën en toepassingen van laboschaal naar industriële productie kunnen evolueren.

Kritieke punten - Goede informatie over de toe te passen materialen: wat kunnen ze wel (goed, en wat niet. Er is veel meer zicht nodig voor welke toepassing welk materiaal het best gebruikt kan worden. Dit vereist ook nog veel onderzoek. - Consumer awareness.


45

F I S CH ROADMAP POLYMEER KRINGLOPEN. Chemistry for Sustainability. Flanders Innovation Hub for Sustainable Chemistry

Recommend Documents