Welke soorten recyclingtechnologie hebben de grootste impact?

Belangrijkste opmerkingen

Mechanische recycling, een proces waarbij materialen fysiek worden gemanipuleerd en getransformeerd voor hergebruik, is kosteneffectiever dan biologische recycling omdat er geen gespecialiseerde organismen nodig zijn om afval af te breken. Mechanische recycling heeft echter ook nadelen in de vorm van eindproducten van lagere kwaliteit vanwege de aard van de fysische processen. Deze bijproducten kunnen minder wenselijk of zelfs onbruikbaar zijn voor bepaalde toepassingen, waardoor de algehele waarde en integriteit van het gerecyclede materiaal mogelijk in gevaar komt.

Chemische recycling is een proces waarbij afvalmaterialen worden afgebroken tot hun samenstellende monomeren. Deze methode omvat technieken zoals pyrolyse, vergassing en solvolyse.

Omgekeerde verkoopautomaten en stimuleringsprogramma’s zijn veelbelovend voor het bevorderen van recyclinginspanningen, zij het met beperkingen die afhankelijk zijn van de geaccepteerde materiaalsoorten. Bovendien bieden alternatieve methoden zoals de omzetting van afval naar energie en de recycling van lithium-ionbatterijen extra mogelijkheden om duurzame praktijken te verbeteren.

Ondanks de inspanningen van niet-gouvernementele organisaties (NGO’s) en milieuactivisten om het belang van recycling wereldwijd onder de aandacht te brengen, zijn de werkelijke recyclingpercentages op internationale schaal in een impasse geraakt. Bovendien wordt vastgesteld dat verschillende soorten afval op dezelfde stortplaatsen terechtkomen zonder enig onderscheid of onderscheid van betekenis. De belangrijkste redenen voor deze suboptimale stand van zaken kunnen worden toegeschreven aan inconsistenties in recyclageprocedures en inzamelmethoden, die de neiging hebben om gebruik te maken van verouderde technologieën die niet duur maar eerder verouderd zijn. Een aanzienlijk aantal landen maakt nog steeds gebruik van dergelijke rudimentaire benaderingen.

Terwijl de vooruitgang in recyclingtechnologieën zich blijft ontwikkelen, is het belangrijk om te overwegen welke specifieke recyclingmethoden de grootste invloed hebben op afvalbeheer en inspanningen voor milieuduurzaamheid.

Mechanische recycling

Mechanische recycling houdt in dat ingezamelde materialen worden onderworpen aan een reeks mechanische procedures zoals versnipperen, smelten en opnieuw vormen, waardoor hun oorspronkelijke samenstelling behouden blijft. Bijgevolg is het niet mogelijk om verschillende elementen te combineren tijdens het proces. Afvalverwerkingsbedrijven gebruiken deze methode meestal om producten van papier, glas, metalen en kunststoffen te transformeren voor verder gebruik.

Het gebruik van mechanische recyclagemethodes is wijdverspreid in zowel de openbare als de privésector omdat ze kostenefficiënter zijn dan alternatieve recyclagetechnieken. Zelfs hobbyisten of “doe-het-zelvers” bouwen geïmproviseerde apparaten voor het verwerken van recyclebare materialen via procedures zoals versnipperen, smelten en gieten.

Hoewel mechanische recycling voordelen heeft, zijn er ook bepaalde nadelen die in overweging moeten worden genomen. Een van die nadelen is dat het vaak resulteert in de productie van bijproducten van inferieure kwaliteit in vergelijking met andere afvalverwerkingsmethoden. Dit komt door de hardheid van de fysische processen die schade kunnen toebrengen aan de structuur van de recyclebare materialen. Hierdoor kunnen producten die gemaakt zijn van 100% gerecycled materiaal zwakker of breekbaarder lijken, zoals blijkt uit het voorbeeld van papieren zakken en plastic flessen.

Chemische recycling

Image Credits: IBM Research/ Flickr

Chemische recycling houdt in dat afvalmaterialen worden afgebroken tot hun fundamentele bestanddelen, monomeren genaamd. Deze monomeren worden vervolgens omgezet in nieuwe stoffen met andere eigenschappen dan die van het oorspronkelijke afvalproduct. Het eindresultaat is een volledige afwijking van de oorspronkelijke vorm van het materiaal, dat nu in een volledig andere toestand van materie bestaat.

Chemische recycling biedt een aanzienlijk voordeel omdat het een grotere verscheidenheid aan afvalmaterialen kan verwerken in vergelijking met mechanische methoden. Helaas zijn mechanische recyclingprocessen niet in staat om vuil, verontreinigd of vervuild afval te verwerken. In veel gevallen moeten afvalbeheervoorzieningen dergelijke items naar stortplaatsen brengen omdat ze niet mechanisch verwerkt kunnen worden. Voorbeelden hiervan zijn plastic flessen met restvloeistoffen of verpakkingsmateriaal dat vervuild is door rauw vlees.

De OESO rapporteert zelfs dat slechts negen procent van het kunststofafval wordt gerecycled. Er zijn momenteel drie soorten chemische recycling.

Pyrolyse

Pyrolyse is een zuurstofvrije thermochemische ontledingsmethode bij hoge temperatuur tussen 752 en 1.472 graden Fahrenheit voor het verwerken van recyclebare materialen. Pyrolyse wordt vaak gebruikt voor ingewikkeld plastic afvalbeheer en reduceert deze materialen tot hun moleculaire niveau, waardoor ze worden omgezet in waardevolle producten zoals gerecyclede bio-olie, synthesegas of koolstofhoudende stoffen. Pyrolyse produceert eindproducten die sterk lijken op die uit nieuwe bronnen, wat de effectiviteit aantoont van deze chemische recyclingtechniek in vergelijking met mechanische processen die de kwaliteit van het materiaal kunnen aantasten.

De FHWA stelt dat Amerikaanse automobilisten jaarlijks 280 miljoen autobanden weggooien, maar dat fabrikanten niet achteloos gebruik kunnen maken van duurzaam maar onveilig hergebruikt rubber. Big Atom Tyre Recycling lost dit probleem op door middel van pyrolyse. Zijn team breekt afvalbanden chemisch af tot ruwe olie en plastic, die als grondstof kunnen dienen voor gloednieuwe, betrouwbare wegbanden.

Vergassing

Vergassing is een zeer geavanceerde thermische verwerkingstechniek die wordt gebruikt voor de behandeling van verschillende soorten recyclebare materialen, waaronder kunststoffen, biomassa en organisch afval, door ze bloot te stellen aan temperaturen tussen 1.472 en 2.192 graden Fahrenheit in afwezigheid van overmatige zuurstof. Deze methode breekt deze materialen effectief af door middel van een reeks chemische reacties die leiden tot de productie van syngas, dat kan worden gebruikt als een veelzijdige energiebron. In tegenstelling tot pyrolyse is bij vergassing een hogere temperatuur nodig vanwege de ingewikkelde aard ervan, wat resulteert in een hogere efficiëntie en effectiviteit bij de productie van warmte, energie en synthetische gassen. Bovendien vertegenwoordigt het een duurzame aanpak voor het winnen van energie uit afgedankte grondstoffen, terwijl

Solvolyse

Solvolyse is een zeer effectieve en energie-efficiënte methode voor het verwerken van recyclebare materialen, specifiek gericht op polyester- en polyurethaanverbindingen. Bij deze innovatieve techniek wordt een gepatenteerd oplosmiddel gebruikt om het afvalmateriaal op te lossen bij temperaturen van 212 tot 572 graden Fahrenheit. In tegenstelling tot traditionele mechanische recyclagemethoden, die bepaalde soorten plastic niet effectief kunnen verwerken vanwege hun stijfheid en brosheid, biedt solvolyse een veelbelovende oplossing voor de verwerking van dergelijk afval. Het storten van afval is lange tijd de meest gebruikte aanpak geweest voor afvalverwerkingsbedrijven bij het verwerken van deze moeilijk te recyclen kunststoffen; solvolyse biedt echter een levensvatbaar alternatief voor deze conventionele praktijk, omdat het een

milieuvriendelijke manier is om zowel biologisch als organisch afval te verwerken. Tot de primaire bijproducten van dit proces behoren brandstoffen, oligomeren en monomeren die zeer bruikbaar zijn. Deze teruggewonnen stoffen kunnen worden gebruikt bij de productie van hoogwaardige kunststoffen, ethylalcohol en smeermiddelen.

Ondanks hun onmiskenbare voordelen ten opzichte van conventionele mechanische recyclagemethoden, zoals pyrolyse, vergassing en solvolyse, is het jammer dat deze geavanceerde technieken voor de meeste afvalverwerkingsinstallaties buiten bereik blijven vanwege hun onbetaalbare kosten en aanzienlijke onderhoudsvereisten.Hoewel er hoop gloort dat deze innovatieve benaderingen in de toekomst op grote schaal zullen worden toegepast, kan het nog tientallen jaren duren voordat ze wereldwijd de belangrijkste recyclingtechnologieën worden.

Omgekeerde verkoopautomaten

Beeldcredits: Donald_Trung/ Wikimedia Commons

Omgekeerde verkoopautomaten (RVM’s) zijn een praktische oplossing om recycling te bevorderen door mensen de mogelijkheid te bieden hun recyclebare materialen, zoals lege glazen verpakkingen, plastic flessen en aluminium blikjes, in te ruilen voor beloningen. Deze beloningen kunnen coupons, kortingskaarten of geldelijke vergoedingen zijn. Om van deze voordelen te profiteren, hoeft men alleen maar het recyclebare materiaal in de machine te plaatsen, de beloning te ontvangen en toe te kijken hoe het apparaat automatisch het afval sorteert. Een belangrijk nadeel van dit systeem is echter de strikte naleving van de soorten recyclebare materialen die worden geaccepteerd. Door het veelvoorkomende gebruik van handmatige verwerkingsmethoden in afvalbeheervoorzieningen, bestaat er een aanzienlijk risico op vervuiling door onacceptabele recyclebare materialen

Om milieuduurzaamheid te bevorderen, hebben winkelmerken soortgelijke strategieën geïmplementeerd die klanten aanmoedigen om deel te nemen aan recyclingprogramma’s. Zo heeft Apple een recyclingprogramma opgezet om klanten aan te moedigen om te recyclen. Apple heeft bijvoorbeeld een recyclinginitiatief opgezet waarbij het bedrijf exclusieve beloningen en kortingen biedt aan mensen die hun verouderde Apple producten inleveren bij aangewezen inzamelpunten. Op deze manier dragen zowel het bedrijf als zijn klanten bij aan het verminderen van afval en het besparen van grondstoffen.

Waste-to-Energy (WtE)

Waste-to-Energy is een proces waarbij huishoudelijk, industrieel en agrarisch afval door middel van gecontroleerde verbranding op hoge temperaturen wordt omgezet in bruikbare energie. Deze methode creëert milieuvriendelijke bijproducten zoals warmte en elektriciteit. Grootschalige implementatie van deze technologie kan de toegankelijkheid tot alternatieve energiebronnen voor gemeenschappen wereldwijd vergroten.

Hoewel waste-to-energy (WtE) en vergassingsprocessen overeenkomsten vertonen in hun omzetting van afvalmaterialen in nuttige producten, is het belangrijk om te erkennen dat ze verschillende technologische benaderingen gebruiken. Bij vergassing worden afvalmaterialen blootgesteld aan hoge hitte in een omgeving met beperkte zuurstoftoevoer, terwijl bij WtE recyclebare materialen direct worden verbrand. Verder moet worden opgemerkt dat de WtE-technologie niet de productie van synthetisch gas (syngas) mogelijk maakt, wat een primaire output is van vergassingsinstallaties.

Recycling van lithium-ionbatterijen

Terwijl onze afhankelijkheid van elektronische gadgets zoals smartphones, scooters en elektrische voertuigen blijft groeien, neemt ook de vraag naar lithium-ionbatterijen toe die deze essentiële onderdelen van het moderne leven van energie voorzien.

IEA rapporteert dat de vraag naar EV’s piekte van 330 naar 550 GWh in En hoewel lithium-ionbatterijen aantoonbaar minder schadelijk zijn dan fossiele brandstoffen, zal de massaproductie ervan onbedoeld meer mijnbouwprojecten starten.

Een betere methode zou zijn om milieuvriendelijke recyclingpraktijken voor batterijen aan te nemen, waardoor lithium-ionproducenten geen grondstoffen meer hoeven te gebruiken door de implementatie ervan in batterijverwijderings- en recyclingcentra te vergemakkelijken.

Pyrometallurgie

Pyrometallurgische processen zijn een onderdeel van pyrolysetechnieken, waarbij gerecyclede batterijen worden blootgesteld aan hoge temperaturen in een omgeving zonder overmatig zuurstofgehalte. Door deze aanpak kunnen gespecialiseerde recyclingbedrijven verschillende aardelementen isoleren uit de afgebroken materialen. Een belangrijke beperking in verband met pyrometallurgie is echter het ontstaan van stikstofoxiden en zwavelverbindingen als bijproducten van de verbranding, waardoor strenge emissiecontroles in dergelijke faciliteiten noodzakelijk zijn.

Hydrometallurgie

Hydrometallurgie is een alternatief voor pyrometallurgie als een proces bij lage temperatuur dat is gericht op het oplossen van gerecyclede batterijen in een specifiek oplosmiddel. Tegelijkertijd is het bekend dat recyclinginstallaties aardmetalen isoleren nadat ze zijn afgebroken. Een van de belangrijkste uitdagingen bij hydrometallurgie is echter het ontstaan van afvalwater, dat veilig en voorzichtig moet worden afgevoerd door verwerkingsinstallaties.

Directe recycling

Het opknappen van gebruikte batterijen door directe recycling houdt in dat de onderdelen mechanisch worden verwerkt om ze weer bruikbaar te maken. Deze aanpak biedt een betaalbare en gemakkelijk verkrijgbare oplossing, zij het met de beperking dat de gereviseerde batterijen niet voor hun oorspronkelijke doel kunnen worden gebruikt. In plaats daarvan dienen ze uitsluitend als hulpkrachtbronnen.

Draag uw steentje bij door te weten hoe u lege batterijen moet verwijderen. C&EN meldt dat slechts vijf procent van de lithium-ionbatterijen wordt gerecycled omdat consumenten en fabrikanten onzorgvuldige verwijderingsmethoden hanteren.

De technische vooruitgang zal doorgaan met het stroomlijnen van recyclingsystemen

Hoewel de wereldwijde recyclingpercentages misschien niet onmiddellijk zullen verbeteren, is het van cruciaal belang dat huishoudens, particuliere organisaties, non-profitorganisaties en overheidsinstanties samenwerken bij het implementeren van effectieve recyclingtechnologieën en deze integreren in hun respectieve afvalbeheerstrategieën. Helaas blijft een groot aantal geavanceerde sorteersystemen onderbenut. Het is belangrijk om te erkennen dat deze efficiënte recyclingmethoden slechts een deel van de schadelijke gevolgen verlichten die het gevolg zijn van de toenemende hoeveelheid afval die door de samenleving wordt geproduceerd. Desalniettemin moeten voortdurende inspanningen om plastic voor eenmalig gebruik te verminderen ook een prioriteit blijven.