Das Forschungsprojekt CoPyKu2 zeigt, dass biogene Reststoffe mit Kunststoffverunreinigung durch Co-Pyrolyse nachhaltig genutzt werden können. Diese Verwertung ist insbesondere für holzreiche Siebüberläufe aus Kompostierungs- und Vergärungsanlagen eine interessante Alternative zur Entsorgung in der Kehrichtverbrennung, da sie Kohlenstoff speichert, hochwertige Pflanzenkohle hervorbringt und auch wirtschaftliche Vorteile bieten kann.
Holzige Siebüberläufe enthalten oft geringe Kunststoffanteile, was ihre stoffliche Nutzung bislang erschwerte. Sie werden deshalb über die Kehrichtverbrennung entsorgt. Das Forschungsprojekt CoPyKu2 von Ithaka-Institut, Agroscope, Eawag, Axpo Power AG und IWB und unterstützt durch die Umwelttechnologieförderung des Bundesamts für Umwelt zeigt nun, dass diese Materialien durch Pyrolyse sicher und effizient verwertet werden können.
Zentrale Ergebnisse des Projekts
Mit dem Projekt haben die Forschenden nachgewiesen, dass die dabei entstehende Pflanzenkohle unerwartet positive Eigenschaften aufweist und die hohen Umwelt- und Qualitätsstandards einhält, die für den Einsatz als Dünger gelten.
Die zentralen Erkenntnisse sind:
- Komplette Zersetzung von Kunststoffen bei 600 °C und 20 Minuten Verweilzeit.
- Einhaltung aller Grenzwerte für Schadstoffe wie Dioxine und PAK, die für Pflanzenkohle als Dünger gelten – selbst bei bis zu einem Kunststoffanteil von 10 %.
- Grosstechnische Versuche bestätigten die Praxistauglichkeit und Skalierbarkeit.
- Entwicklung und Erprobung valider Methoden zur Probennahme und Kunststoffquantifizierung in Biomassen als Grundlage für eine fundierte Qualitätssicherung.
- Erste Hinweise, dass Kunststoffe die Herstellung von Aktivkohle unterstützen könnten – z. B. für den Einsatz in der erweiterten Abwasserreinigung.
- Hoher Aschegehalt in holzigen Siebüberlaufen kann eine Co-Pyrolyse mit anderer Biomasse erforderlich machen, z.B. Grünschnitt oder Landschaftspflegeholz.
Vielfältige Vorteile
Durch die stoffliche Verwertung dieser bisher thermisch entsorgten Stoffströme ergeben sich mehrere Vorteile:
- Vermeidung von Kunststoffeinträgen in die Umwelt
- Reduktion von Entsorgungskosten
- Langfristige CO₂-Speicherung durch Pflanzenkohle
- Erschliessung neuer Rohstoffquellen für Pflanzenkohleproduzenten
Die Ergebnisse und Erfahrungen wurden in Pilot- und Grossversuchen validiert und bilden nun die Grundlage für die breite Einführung der Pyrolyse von holzigen Siebüberläufen in der Schweiz.
Regulatorische Integration der Ergebnisse und Ausblick
Auf Basis der Projektergebnisse werden nun konkrete Vorschläge zur Aufnahme neuer Regelungen und Grenzwerte in das European Biochar Certificate (EBC) erarbeitet. Diese umfassen:
- Grenzwerte für den Plastikanteil in der Einsatzbiomasse
- Mindestanforderungen an den Pyrolyseprozess
- Standardisierte Prüfmethoden zur Qualitätssicherung
Neue Stoffströme erschliessen
CoPyKu2 hat gezeigt: Mit dem richtigen Prozessdesign lässt sich auch belastete Biomasse sicher und hochwertig verwerten. Die Erkenntnisse des Projekts sind ein bedeutender Schritt hin zu einer ressourcenschonenden Kreislaufwirtschaft, bei der Reststoffe zu einem klimawirksamen Produkt mit vielseitigen Einsatzmöglichkeiten transformiert werden. Die Zukunft der Pflanzenkohle in der Schweiz beginnt mit intelligenten Lösungen für die Herausforderungen von heute.
Wissenschaftliche Publikationen zum Projekt
Hilber, I. et al. Biochar Production From Plastic-Contaminated Biomass. GCB Bioenergy 16, e70005 (2024). https://doi.org/https://doi.org/10.1111/gcbb.70005
Grafmüller, J., Rathnayake, D., Hagemann, N., Bucheli, T. D. & Schmidt, H.-P. Biochars from chlorine-rich feedstock are low in polychlorinated dioxins, furans and biphenyls. J Anal Appl Pyrol 183, 106764 (2024). https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.jaap.2024.106764