“Ik hou van afval”, lacht Isabel Cañete Vela, terwijl ze uitlegt hoe de technologie achter thermo-chemische recycling werkt. Ze is promovendus aan de Technische Universiteit Chalmers in Zweden. Samen met een team wetenschappers ontwikkelde ze een manier om van afval waar plastic in zit, weer kunststoffen te maken. De techniek heeft de potentie om de manier waarop we kunststof gebruiken, te veranderen en een impuls te geven aan de circulariteit van de economie.
Isabel Cañete Vela
PH.D. STUDENT, AFDELING RUIMTE, AARDE EN MILIEU AAN DE TECHNISCHE UNIVERSITEIT CHALMERS
Zij maakt deel uit van het onderzoeksteam dat de thermo-chemische recyclingtechniek heeft ontwikkeld.
Thermo-chemische recycling
“Er zijn drie verschillende processen voor recycling,” legt Cañete Vela uit. “De eenvoudigste kunststof is polyethyleen. Dat is een lange keten van aan elkaar gekoppelde koolstofmoleculen. Om de eerste technologie toe te passen, moet je het afval verhitten tot 300 à 400 graden Celsius en de moleculenketens in kleine stukjes afbreken. Dit proces wordt pyrolyse genoemd en vindt plaats bij een relatief lage temperatuur.”
Afhankelijk van de grootte van de molecule kunnen hogere temperaturen van 700 tot 800 graden worden toegepast. Dit proces wordt vergassing genoemd. Het maakt de ketens nog korter en levert koolstofgassen op.
Het derde en moeilijkste proces is het verbranden van het plastic. “Uit de koolstofgassen, zoals CO2, kun je chemicaliën maken die je nodig hebt voor de productie van kunststoffen”, vertelt Cañete Vela. Hoewel het proces complex is en het meer stappen en energie vereist, maakt het de productie van hoogwaardige kunststoffen mogelijk. Dit wordt thermo-chemische recycling genoemd. Er is minder energie nodig om op deze manier kunststoffen te produceren, dan bij de productie op basis van fossiele brandstoffen.
Limieten
Thermo-chemisch is slechts één van de manieren om van afval weer kunststoffen te maken. Je kunt ook mechanische recycling toepassen. Maar er zijn een paar nadelen. “Het is vooral geschikt voor schone en kleine materialen, die gesmolten kunnen worden,” aldus de onderzoeker. Mechanisch recyclen heeft volgens ook een limiet. Dat heeft te maken met de kwaliteit van het plastic. “Als je plastic elke keer opnieuw smelt, gaat de kwaliteit steeds verder omlaag.”
Je kunt dit proces meerdere keren herhalen. Maar uiteindelijk is de kwaliteit zo laag, dat je alleen thermo-chemische kunt toepassen om weer nieuwe kunststoffen te produceren.
Zuivere kunststoffen verwerken is niet eenvoudig. Veel producten bestaan uit aan elkaar gelijmde lagen van verschillende soorten materiaal. Cañete Vela: “Dat is een ontwerpprobleem. Je hebt een hogere temperatuur nodig om de verontreinigingen te scheiden van datgene wat je wilt hebben. De laatste tijd werk ik veel met textielafval. Daaronder is veel synthetisch textiel, zoals polyester en nylon. Bij veel kledingstukken zijn katoen, elastaan en polyester met elkaar verweven. Om dan plastic te kunnen scheiden, heb je thermo-chemische recycling nodig. Afhankelijk van welk plastic afval je hebt, moet je een ander mechanisme voor recycling gebruiken.”
Een wereld zonder plastic
Leven zonder plastic lijkt misschien onmogelijk. Maar waarom zouden we zonder plastic willen leven als we het kunnen recyclen? “Plastic is heel goedkoop te produceren,” zegt Cañete Vela. “Het heeft bijvoorbeeld de massaproductie van tandpasta mogelijk gemaakt. Dankzij goedkoop plastic kregen veel mensen tandenborstels en tandpasta. Ik denk dat sommige van de manieren waarop we plastic gebruiken niet goed zijn. In andere gevallen is het goed voor de samenleving. Veel mensen trekken meteen de conclusie dat plastic slecht is, maar ik hou daar niet zo van.”
Recycling maakt de productie van nieuwe dingen mogelijk. “Je kunt het gerecyclede materiaal gebruiken voor alles wat je maar wilt. En het voordeel van thermo-chemische recycling is dat je de materialen afbreekt tot de moleculen,” voegt de wetenschapper toe. “Dan kun je kunststoffen maken van dezelfde hoge kwaliteit als wanneer het is geproduceerd uit olie.”
Bron van grondstoffen
“Wereldwijd wordt op dit moment ongeveer vijf procent van de kunststoffen weer gerecycled tot een ander product. Dat kan echt meer zijn,” aldus de promovendus. Afval kan een waardevolle bron van grondstoffen zijn voor de productie van hoogwaardige kunststoffen. Toch denken veel mensen daarover niet echt na. We gooien dingen weg zonder na te denken over hun waarde, of waar ze opnieuw voor gebruikt zouden kunnen worden.
Voor de onderzoeker heeft alles waarde. “Zelfs dingen die mensen niet meer willen gebruiken. Er is altijd wel iemand die ze opnieuw wil gebruiken. Of het materiaal waarvan ze gemaakt zijn heeft waarde. Al toen ik jong was, vond ik het leuk om verschillende dingen te bouwen. Ik gebruikte materialen die mensen niet meer wilden hebben. En ik had altijd het gevoel dat alles wel ergens voor gebruikt kan worden. Dit is een belangrijke mentaliteit om aan te leren, vooral als we ons willen richten op circulariteit en duurzaamheid.”
Uitdagend
Het ontwikkelen van nieuwe technologie is nooit gemakkelijk. Het gaat altijd met vallen en opstaan. Voor Cañete Vela was het moeilijkste niet om de technologie te laten werken. Voor haar was het iets anders. “Ik denk dat het publiceren van wetenschappelijke artikelen het meest uitdagende deel is geweest. We wisten hoe we de technologie konden laten werken, we hebben het getest met verschillende plastics, textiel en gemengd afval. Voor mij was dat het leukste deel.”
Toekomstplannen
“Dit project had tot doel aan te tonen dat de technologie werkt. Nu we dat weten, hoeven we het eigenlijk alleen maar op te schalen.” Maar financiering vinden om een technologie commercieel interessant te kunnen maken, is niet eenvoudig. “Op dit moment kunnen we een paar kilo afval per uur recyclen. Dat is nog onvoldoende. We moeten die schaal 100 tot 1000 keer groter maken.” Daarom wordt er nu verder onderzoek gedaan om inzicht te krijgen in de kosten van opschaling.
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
