Wenn „Müll“ nicht mehr Müll hieße, wer käme auf die Idee, teure Ware in Deponien zu vergraben oder schadstoffbildend zu verbrennen? Die Gefahren der Schadstoffbildung durch „Müll“-Verbrennung spitzten sich extrem zu, als sich ab etwa 1990 die ersten großen Abfallberge aus alten Computern anhäuften. Wohin damit ? Elektronikschrott – zusammen mit Alt-Kunststoffen und „Restmüll“ – zu verbrennen, erzeugt eine der schlimmsten Giftküchen:

Die Gehäuse waren/sind oft aus PVC und die Leiterplatinen mit Flammschutzmitteln imprägniert (bis zu 8 Gew.% Fluor oder Brom). Die Metalle, besonders Kupfer, wirken bei hohen Temperaturen als chemische Katalysatoren für Tausende neu entstehende Gifte, wie z.B. Vinylchlorid, Phosgen usw. – bis hin zu den Dioxinen vom Typ des „Seveso-Giftes“ und den noch viel giftigeren Fluor- und Brom-Dioxinen!

Den besten Ausweg, die Gefahren der Hochtemperatur-Zersetzung von Abfällen zu vermeiden, bietet die physikalisch geordnete Aufbereitung bei tiefen Temperaturen.

Bei tiefen Temperaturen ziehen sich feste, wasserfreie Stoffe ein wenig zusammen. Die weicheren, unzerbrechlichen Kunststoffe(Thermoplaste) werden dabei spröde und brüchig. Die stoffspezifischen Unterschiede der Kälteschrumpfung erzeugen Spannungen zwischen den Komponenten von Verbundmaterial, z.B. zwischen den Metallen und Kunststoffen in den Leiterplatinen. Werden tiefkalte Leiterplatinen einem Mahlprozess unterworfen, kommen die Metalle, die Kunststoffe, die Keramik und andere Anteile sauber voneinander getrennt heraus. Schadstoffe entstehen dabei nicht!

Bisher wird die Tiefkälte-Vermahlung von Kunststoffen und Alt-Reifen meistens mit Hilfe von teurem flüssigen Stickstoff durchgeführt, z.B. nach dem sog. Cryogen®- und Cryoclass®-Verfahren der Fa. Messer-Griesheim. Die Mahlergebnisse sind durchaus gut, doch die Betriebsmittelkosten für den flüssigen Stickstoff (offenes System) zu hoch. Die engen Wirtschaftlichkeitsgrenzen verhindern die breite Anwendung des Cryogen®-Recyclings.

Geschlossene Kältekreisläufe mit Kohlenwasserstoff-Kältemitteln sind preiswerter und können im Prinzip – kaskadenartig hintereinander geschaltet – auch den Tieftemperaturbereich von -110° bis -140°C erreichen. Die konventionelle Kaskaden-technik, mit zwischengeschalteten Wärmetauschern, scheiterte aber konkret daran, dass die technischen Schwierigkeiten bei tieferen Temperaturen zunehmen!

Z.Z. wird am Fraunhofer-Institut UMSICHT, Oberhausen/Willich, mit EU-Fördermitteln eine Kombination dieser alt-bekannten Verfahren für das Gummi-Recycling aufgebaut; allerdings nur für ausgewählte Produktionsrückstände und nur bis -85°C.

Ein generelles Kunststoff-Recycling und besonders ein Elektronikschrott-Recycling brauchte eine grundsätzlich neue Kältetechnik bis – 160°C, die im Vergleich zu den o.g. konventionellen Verfahren dreifach besser sein musste:

- deutlich günstiger bei den Betriebskosten,
- deutlich besser im Energieverbrauch und
- deutlich bessere Qualität der Recyclate für eine hochwertige Weiterverarbeitung.

Diese Voraussetzungen bietet erstmals die hier empfohlene Kryo-Recycling-Technologie® meines Arbeitskreises. Sie wurde aus umweltmedizinischen/um-welthygienischen Gründen zusammen mit freiwillig und dezentral mitarbeitenden Fachleute-Teams entwickelt.

Die neue Kältetechnik entstand ab 1990 als das sog. „Ozonloch“ in der Stratosphäre auch den Ausstieg aus den FCKW-Kältemitteln in Kühlschränken forderte. Weil wir im industriellen FCKW-Ersatz, dem FKW 134a, ein großes Risiko für die gesamte Biosphäre erkannten, suchten wir nach Kältemitteln, die 1) völlig frei von Chlor und Fluor und 2) sofort verfügbar waren. Physikalisch-chemische Überlegungen und Experimente zeigten, dass auch natürliche Kohlenwasserstoffe – die Chlor- und Fluor-freien Muttersubstanzen der FCKW und FKW – dann geeignete Kältemittel wurden, wenn sie in passender Mischung und nicht als Einzelsubstanzen eingesetzt wurden. Schwache Wechselwirkungen zwischen den Molekülen der Mischungen erhöhen die Effizienz der Kältemaschinen. Der erste FCKW- und FKW-freie Kühlschrank lief im Dortmunder Hygiene-Institut, das inzwischen geschlossen wurde. Durch Vermittlung von Greenpeace, Hamburg, übernahm die dkk Scharfenstein, spätere FORON GmbH, die erste Serienproduktion des völlig FCKW- und FKW-freien Öko-Kühlschranks „Greenfreeze“ ab 1993. Weil er nicht nur umweltfreundlich war, sondern durch den Effizienzvorteil der Kältemittel-Mischung auch etwa 20 % weniger Strom verbrauchte als vergleichbare konventionelle Kühlschränke, folgten die anderen deutschen Kühlschrankproduzenten rasch. Die neue Kühlschranktechnik machte einen Siegeszug um die Welt – außer in den USA, dem direkten Einflussbereich des FCKW- und FKW-Herstellers DUPONT.

Danach entwickelten wir die eingeleitete Kältetechnik weiter, bis mit einer Mischung aus Propan/Ethan/Methan im geschlossenen 1-Kreis-System der Temperaturbereich bis – 160°C erreicht wurde. Es folgten die Entwicklung einer neuartigen Mahltechnik unter Tieftemperaturbedingungen und innovative Sortiermethoden für Mischpulver aus zahlreichen Materialsorten. Die technischen Neuerungen, die den industriellen Durchbruch rechtfertigen, sind im nächsten Kapitel skizziert. Die Machbarkeit aller Verfahrensschritte wurde professionell bestätigt. Auch die hohen Effizienz- und Kostenvorteile stehen außer Frage. Gute Mahlergebnisse aus den experimentellen Laboranlagen wurden vorgestellt. Die Realisierung des Verfahrens in einer industriellen Pilotanlage steht noch aus. Starke Widerstände fürchten diese Pilotanlage „wie der Teufel das Weihwasser“. Dabei wäre das generelle Kunststoffrecycling ein Segen besonders für unsere Gesundheit und den Klimaschutz und damit für unser aller Zukunft auf diesem Planeten.

Kryo-Recycling ist eine richtungsweisende Technologie mit vielen Vorteilen für Mensch und Umwelt:

- Es erfüllt die Nachhaltigkeit der Technik
- Es hat eine günstige Energiebilanz
- Es trägt zum Klimaschutz bei, denn es mindert den Ausstoß von CO2
- Es mindert allergene Emissionen
- Es reduziert neurotoxische Immissionen
- Es vermindert karzinogene Schadstoffe
- Es schont die natürlichen Resourcen
- Es schafft neue Arbeitsplätze

Neue Arbeitsplätze in Anlagenbau, Betrieb und Logistik
durch das Kryo-Recycling von Alt-Kunststoffen!

Zahl der benötigten Anlagen in Deutschland (Kapazität: 0,5 – 1 t Alt-Kunststoffe/h):
1 Kryo-Anlage pro 50.000 Einw.*, 1.200 Anlagen pro 80 Mio. Einw.

Arbeitsplätze im Anlagenbau:

    1 Kryo-Anlage benötigt ca. 80 Anlagenbauer.
    1.200 Kryo-Anlagen benötigen ca. 9.600 Anlagenbauer über 10 Jahre, Fortsetzung findet der Anlagenbau durch die großen Exportchancen!

Arbeitsplätze für den Betrieb der Anlagen:

    1 Kryo-Anlage bietet ca. 20 Betriebsarbeitsplätze.
    1200 Anlagen bieten ca. 24.000 Betriebsarbeitsplätze.

Arbeitsplätze für die Logistik:

    Kryo-Anlage benötigt für Beschaffung und Zulieferung 4 Arbeitsplätze.
    1.200 Anlagen benötigen 4.800 Arbeitsplätze.

Summe = mind. 38.400 neue Arbeitsplätze

Hinzu kommen die neuen Arbeitsplätze für die Qualitätssicherung und Kunststoffverarbeitung, für das Alt-Reifen- und das Alt-Elektronikrecycling.

Durchschnittlicher Nettoerlös pro 1 t Kunststoffabfall = 1.200 DM/t, d.h. die neuen Arbeitsplätze finanzieren sich selbst durch den Werkstofferhalt.

*ermittelt vom Arbeitskreis „Kryo-Recycling am Niederrhein“ (Horst Brücker et al)

Vorbeugender Gesundheitsschutz

Die Allergien werden die Volkskrankheit Nr. 1. Allein die Tatsache, dass der „Heu“schnupfen in den Städten vorherrscht, erklärt einfach und zutreffend, dass vor allem die Beladung der Pollen mit Verbrennungsprodukten unser Immunsystem zu allergischen Reaktionen reizt. Unter Überschriften wie „Sorgenkinder nehmen zu“ berichten schon Tageszeitungen, dass immer mehr Kinder bei der Einschulung nicht mehr rückwärts gehen oder auf einem Bein hüpfen können, ohne sogleich zu straucheln.

Diese Koordinationsstörungen sind Folgen inkorporierter, an den Nerven angelagerter Verbrennungsprodukte. Gleiche Ursachen dürften vielfältige neurologische Störungen bei Jugendlichen und Erwachsenen haben. Die allgemeine Klage über unsere Kinderarmut sollte berücksichtigen, dass hormonähnlich wirkende Verbrennungsprodukte unfruchtbar machen können!

Auch die stetige Zunahme der Leukämie- und Krebshäufigkeit verursacht enorme Kosten. Das allgemeine „Passivrauchen feinverteilten Mülls“ aus MVA-Schornsteinen und Abluftkanälen der Subunternehmer, die beladene Aktivkohlefilter „regenerieren“, ist dafür eine wichtige, nachgewiesene Ursache – neben den Belastungen mit Verbrennungsprodukten aus Autoverkehr, Zigaretten usw. . Verzicht auf MVA ist vorbeugender Gesundheitsschutz! Er würde die Krankenkassen effektiver sanieren als die „Reformen des Gesundheitssystems“.

Vorbeugender Klimaschutz

Viele Fachleute erklären die negativen Rück-wirkungen übertriebener Verbrennungsprozesse auf das Klima und auf die Ernteerträge schon lange. Der CO2-Ausstoß und andere Treibhausgase überfordern allmählich die Puffersysteme, die seit Beginn der Industrialisierung das Gleichgewicht in der Natur einigermaßen erhalten konnten. Mit der Erschöpfung der Puffermechanismen werden immer ungemütlichere Pendelbewegungen der Klimaveränderungen immer wahrscheinlicher. Die Militärs der Industriestaaten bereiten sich bereits darauf vor, wie sie demnächst die von den entfesselten Naturgewalten hin und her geschüttelten Menschenströme, sog. Klimaflüchtlinge, besser gesagt Hunger- und Durst-Flüchtlinge, aus unseren Ländern ausgrenzen können. Im ARD-Film „Crash 2030“ kündigten führende Klimaforschungsinstitute an, dass im Jahr 2030 die derzeitigen Regierungen rückwirkend vor dem EuGH angeklagt werden, weil sie – wider besseres Wissen – keine Vorbeugemaßnahmen getroffen haben. Sie tragen Mitschuld daran, dass katastrophale Unwetter in den nächsten 20-30 Jahren unsägliches Leid über Deutschland und Europa bringen!

Gesellschaftliche Motivation

Die leider nur noch auf Verdrängungswettbewerb geeichten Workaholics in den Führungskreisen von Industrie und Politik können sich wohl nicht mehr vorstellen, welchen geistigen und auch ökonomischen Aufschwung das Ziel „totale Kreislaufwirtschaft“ anregen würde. Welch eine „Schizophrenie“, dass man von der Jugend erwartet, sich für eine Wirtschaftsweise zu begeistern, die diese Jugend – nach Aussage verantwortungsbewusster Wissenschaftler – voll in ein Schreckensszenario hineinführt. Alle, auch Politiker, sollten gelernt haben: „Was Du auch tust, handle klug und bedenke das Ende!“ Wir alle sollten die „Gleichgültig-keitsfalle“ fürchten!

Nur totale Kreislaufwirtschaft ist eine gesunde (Kreislauf-)Wirtschaft!

Die großen Vorteile in der Energiebilanz und im Preis zahlen sich aus:

- für unsere Volkswirtschaft, weil die Produktion hier bleibt und nicht in Niedriglohnländer ausgelagert werden muss;
- für unsere Beschäftigten, weil der Preisvorteil technisch und mit ihrem Knowhow erreicht wird und nicht bloß über Lohndumping;
- für die Kunststoffhersteller, weil sie noch bessere und teurere High-Tech-Produkte mit einem Recylingangebot am Weltmarkt eher verkaufen können als ohne.

Kryos ist das altgriechische Wort für ‚Eis, Frost‘. Das Kryo-Kunststoffrecycling will also mit Hilfe von Tiefkälte die Kunststoffe spröde und brüchig und dadurch leicht mahlbar machen; denn über 90 % der angewandten Kunststoffarten gehören zu den sog. Thermoplasten, die bei Normaltemperatur unzerbrechlich sind.

Bei Normaltemperatur lassen sich die zäh-elastischen Thermoplaste nur zu groben Schnitzeln zershreddern. Die hochtourigen Shredder erzeugen hohe Reibungswärme an den Schnittstellen. Die Materialqualität wird dort stark verändert. Hochwertige Produkte sind aus geshreddertem, regranuliertem Material nicht mehr herstellbar. Außerdem können die relativ großen Shredder-Schnitzel noch aus zwei oder mehr Material-komponenten bestehen. Jede fremde Stoffart bildet im späteren Produkt einen Störfaktor, so dass auch dies dazu beiträgt, dass normal geshredderte Recyclate nur minderwertige neue Produkte erlauben, also nur ein sog. Downcycling.

Gute, feinkörnige Recyclatqualität benötigt die Hilfe der Tiefkälte-Vermahlung unabding-bar. Der Preis im Vergleich zur Neuware muss trotzdem stimmen.

Bisher wurde teurer flüssiger Stickstoff für die Tiefkälte-Vermahlung von Kunststoffen oder Alt-Reifen eingesetzt, z.B. beim Cryogen®-Recycling der Fa. Messer-Griesheim. Die Mahlergebnisse sind gut. Doch, um 1 kg Alt-Reifen ausreichend kühlen zu können, sind 2-3 l flüssigen Stickstoffs nötig. Nach der Schockkühlung verdampft der flüssige Stickstoff und muss durch teure Luftverflüssigung neu hergestellt werden. Der Wirtschaftlichkeit sind daher grundsätzlich sehr enge Grenzen gesetzt.

Um die Kosten der Tiefkühlung zu reduzieren, wurde auch versucht, mit Hilfe von geschlossenen, kaskadenartig hintereinander geschalteten Kältemittelkreisläufen ausreichend niedrige Temperaturen zu erreichen. Doch die Verluste sind bei konventioneller, über Wärmetauscher verbundener, Kaskadentechnik hoch und in den Unterstufen, mehren sich bei immer niedrigerer Sauggastemperatur die technischen Probleme in den Kälteaggregaten.

So blieben die Recyclingquoten bei Alt-Kunststoffen und Alt-Reifen bis heute weit hinter denen bei Eisenschrott, Glas oder Papier zurück.

Solange die Länder, die Erdöl fördern oder Naturkautschuk aus dem Gummibaum gewinnen, gezwungen werden können, diese Rohstoffe billig abzugeben, rechnet sich das Kunststoffrecycling nur, wenn es qualitativ optimale Recyclate zu optimal günstigen Betriebskosten zur Verfügung stellt, um mit den Preisen für Primärware konkurrieren zu können. Das ist mit der hier empfohlenen Kryo-Recycling-Technologie® gelungen:

Diese nutzt die 3 Naturgas-Kältemittel Propan+Ethan+Methan nicht in jeweils getrennten Kreisläufen, sondern wie beim Öko-Kühlschrank „Greenfreeze“ als Mischung in einem 1-Kreis-System. Der Haupt-kompressor muss nur den Druck von 15 bar zur Verflüssigung von Propan leisten. Die weitere kaskadenartige Temperaturabsenkung erfolgt ohne zusätzliche Energie-aufnahme durch fraktionierte Verdampfung und Verflüssigung des Ethan und dann des Methan jeweils im Nebenschluss. Der Siedepunkt von Methan liegt bei -161°C. Das verdampfende Methan kühlt den Mahltunnel, in den die handtellergroß vorzerkleinerten Alt-Kunststoffe oder Alt-Reifen oder Alt-Elektronik über eine Schleuse eingebracht werden. Um die Verdampfungsenthalpie der 3 Gase optimal auszunutzen werden sie nach dem Gegenstromprinzip zur jeweiligen Vorstufe zurückgeführt. Als Gemisch erreichen sie über einen Roots-Verdichter wieder den Hauptkompressor mit einer technisch günstigen relativ hohen Sauggastemperatur.

Damit der Mahltunnel sehr kompakt gebaut werden kann, wird die indirekte Kaskaden-Kühlung des Mahlguts innerhalb des Tunnels um eine direkte Kühlung nach dem Heat-Pipe-Prinzip ergänzt. Sie beschleunigt den Wärmeübergang und sorgt für eine direkte kontinuierliche Abfuhr der Friktionswärme vom Mahlgut. Im Vergleich zum alten Cryogen®-Recycling mit flüssigem Stickstoff sinken die Betriebsmittelkosten bei der neuen Kryo-Recycling-Tech® auf ca. 1/10. Dieser Kostenvorteil ermöglicht nun ein wirtschaftliches Kunststoffrecycling in einem breiten Anwendungsbereich.