Understanding Plastics Recycling

Economic, Ecological, and Technical Aspects of Plastic Waste Handling

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Beschreibung
Understanding Plastics Recycling
This book shows the true and often-underestimated market potential of plastics recycling, with analysis from economic, ecological, and technical perspectives. It is aimed at both technical and non-technical readers, including decision makers in material suppliers, plastic product manufacturers, governmental agencies, educators, and anyone with a general interest in plastics recycling.

An overview of waste handling systems with a focus on the U.S. market is provided. Different methods of waste handling are compared from both economic and ecological perspectives. Since plastic waste recycling is essential from an ecological point of view, common strategies and new approaches to both increase the recycling rate and improve recycling economically and technically are presented. This includes processing and material properties of recycled plastics. Finally, a worldwide outlook of plastic recycling is provided with analysis of additional worldwide markets, encompassing highly developed, fast-developing, and less developed countries.

This revised and expanded second edition also contains a new section on fiber-reinforced plastics and
considerations for recycling them as well as numerous updates on the data and the context analyzed
throughout the book. The spreadsheets used in the economic analyses are also offered as a bonus for
the reader to download from plus.hanser-fachbuch.de/en.

True to the authors’ mission, this book is printed on recycled paper.
Understanding Plastics Recycling
This book shows the true and often-underestimated market potential of plastics recycling, with analysis from economic, ecological, and technical perspectives. It is aimed at both technical and non-technical readers, including decision makers in material suppliers, plastic product manufacturers, governmental agencies, educators, and anyone with a general interest in plastics recycling.

An overview of waste handling systems with a focus on the U.S. market is provided. Different methods of waste handling are compared from both economic and ecological perspectives. Since plastic waste recycling is essential from an ecological point of view, common strategies and new approaches to both increase the recycling rate and improve recycling economically and technically are presented. This includes processing and material properties of recycled plastics. Finally, a worldwide outlook of plastic recycling is provided with analysis of additional worldwide markets, encompassing highly developed, fast-developing, and less developed countries.

This revised and expanded second edition also contains a new section on fiber-reinforced plastics and
considerations for recycling them as well as numerous updates on the data and the context analyzed
throughout the book. The spreadsheets used in the economic analyses are also offered as a bonus for
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True to the authors’ mission, this book is printed on recycled paper.
Customer evaluation for "Understanding Plastics Recycling"
(Geprüfte Bewertung)
11 Feb 2023

Sehr gute Grundlage für eine wirtschaftliche und ökologisch orientierte Weiterentwicklung des Kunststoff-Recycelns

Beachtlich ist die detaillierte Zusammenstellung von Fakten und Berechnungen in dem sehr empfehlenswerten Buch über das wirklich sehr schwierige Gebiet des Kunststoff-Recyclens. Die Autoren gehen das Thema aus verschiedenen Perspektiven an: sie beschreiben nicht nur die unterschiedlichen Techniken, sie bewerten sie mit betriebswirtschaftlichen Methoden, die auch ein Laie nachvollziehen kann, sie vergleichen aus ökologischer Sicht und sie nutzen die Psychologie, um unsere problematischen Verhaltensweisen beim Recyceln besser verstehen und nutzen zu können. Wer aber das aus politischen Kreisen bekannte Loblied auf das Kunststoff-Recyceln erwartet, wird enttäuscht.
Der Schwerpunkt des Buches liegt auf der ökonomischen Bewertung einzelner, herausgenommener Verfahren, bei denen sich die Autoren auf US-amerikanische Verhältnisse im Zeitraum vor 2017 konzentrierten. Das Buch ist also kein Kompendium aller möglichen Recycling-Verfahren.
Der erste Vergleich zeigt, dass das Kunststoff-Recycling nicht ganz so teuer ist wie das Deponieren, das in vielen Ländern Europas inzwischen verboten ist. Für die Bewertung recherchierten sie sorgfältig alle Kosten-Elemente und Erlösmöglichkeiten. So berücksichtigen sie beispielsweise den Personalaufwand ebenso wie Investitionen oder Transportkosten.
Das dritte Entsorgungsverfahren, das die Autoren untersuchten, ist die Verbrennung von Kunststoffmüll mit Stromgewinnung. Dieses Verfahren wirft einen deutlichen Gewinn ab. Doch der Vorteil wird eingetrübt, wenn mit den dabei entstehenden Emissionen auch der Umweltaspekt berücksichtigt wird. Die Autoren stellen bei der Kunststoff-Verbrennung im Vergleich zur Öl-Verbrennung mehr Emissionen für vergleichbare Strom-Mengen fest. Das ist nachvollziehbar, denn bei der Herstellung von Kunststoffen entstehen auch Emissionen.
Man mag den Autoren nachsehen, dass sie diese Emissionsbetrachtung auf PET bezogen haben, dessen Brennwert niedriger und der Herstellaufwand höher als bei den Massen-Kunststoffabfälle wie PP und PE ist, wodurch die Klimabilanz der Kunststoffverbrennung besonders ungünstig ausfällt. Wer sich an solchen Details stört, hat die Möglichkeit Dank gut strukturierter Herleitungen und belegten Fakten eigene Berechnungen anstellen zu können. Auch lassen sich nach der von den Autoren vorgestellten Methodik neue Szenarien mit zusätzlichen Aspekten und aktuelleren Daten aufstellen.
Da derzeit Kunststoffrecycling in den USA wirtschaftlich nicht attraktiv ist, stellen die Autoren zwei Ansätze vor, mit denen die Wirtschaftlichkeit des Recycelns erhöht werden könnte.
Der eine Ansatz besteht in einer Müll-Vorsortierung, ähnlich wie beim Grünen Punkt in Deutschland. Übertragen auf die amerikanischer Verhältnisse ändert sich dann das Vorzeichen der Wirtschaftlichkeit zu einem leichten Plus!
Noch besser wird die Wirtschaftlichkeit beim zweiten Ansatz, bei dem man aus den großen PP- und PE-Mengen, die im Abfall enthalten sind, eine Mischung, d.h. einen Blend erzeugt. Mit einem solchen Blend ließen sich die vorteilhafte Eigenschaften der Einzel-Kunststoffe kombinieren. Die Autoren belegen dies durch Messreihen. Ein weiterer Vorteil dieses Ansatzes: man kann auf die schwierige und teure Trennung der beiden Kunststoffe im Müll verzichten, denn wegen des geringen Dichteunterschieds ist die Auftrennung sehr schwierig.
Als Marktwert eines solchen Recyclingprodukts setzen die Autoren vorsichtigerweise nur den Mittelwert der reinen Recycling-Komponenten PE und PP an. Damit ergibt sich bei diesem Ansatz ein moderater Gewinn von bestenfalls 42 $/t recyceltem Kunststoff bei einem angenommenen Verkaufspreis von 660 $/t. Die Autoren weisen aber auch auf Schwierigkeiten hin, wie Probleme bei der Vorsortierung und Kontaminationen, die zu höheren Kosten führen würden. Auch gibt es für diesen Blend noch keinen stabilen Markt und der Verkaufspreis könnte auch unter 570 $/t abrutschen. Verluste wären die Folge. Auch Zusatzkosten für die Einbringung größerer Mengen Haftvermittler, damit beide Polymersorten auch zusammenbleiben, haben die Autoren offensichtlich nicht erwähnt.
Die Verfahren stellen nicht die Lösung dar. Sie sollen aufzeigen, dass an der Wirtschaftlichkeit gearbeitet werden kann und muss. Jeder Beitrag ist wichtig.
Es ist die Ehrlichkeit der Autoren, die das Buch wertvoll machen, um auf Basis von klaren Fakten nachhaltige Ansätze für das Kunststoff-Recycling zu entwickeln. Es ist wohl unstrittig, dass eine längere Nutzung eines Materials und gegebenenfalls eine Wiedernutzung nach Recycling für unser Ökosystem wie auch für unsere Wirtschaft der bessere Weg ist. Die USA scheinen auf diesem Weg hinter den Europäern zu liegen. Die Autoren ergänzen im letzten Kapitel mit einem interessanten Vergleich der Entwicklungen in Europa und in China. China musste vor einigen Jahren einen Importstopp für Plastik-Müll verhängen, um die gestiegenen Mengen an eigenem Plastikmüll einigermaßen auch im Hinblick auf Qualitätsanforderungen in den Griff bekommen zu können.
Nach der Lektüre kommt der Gedanke, dass auch in Deutschland von Recycling mehr gesprochen und versprochen als nachhaltig umgesetzt wird. Nachhaltig hieße nämlich, dass Recycling auch ohne Gebühren und Subventionen attraktiv wäre. Das ist aber noch ein weiter Weg. Aber das Buch liefert dafür eine gute Ausrüstung.

(Geprüfte Bewertung)
28 Jan 2023

Helpful overview to enter the field of plastics recycling with nice evaluation of cost data for different recycling methods.

The authors initially give an overview about the development in the USA of household and plastic waste and its disposal or treatment. Then the method of mechanical recycling of post-industrial (clean) plastic waste with the steps of regrinding and extrusion with the degradation issues is explained, especially elaborating on the quality reduction (degradation) through multiple recycling steps and the respective requirement of mixing recycled plastic with certain amounts of virgin polymer to maintain a required level of critical properties. Chemical recycling with cracking of the polymer chains either into monomers for re-polymerization or into base petrochemicals as a petrochemical feedstock is described but categorized as energy-intensive.
Recycling steps for mixed post-consumer waste plastics from packaging, building & construction, automotive, agricultural, and electric & electronic waste are listed, focusing on a survey of sorting and detection technologies ranging from manual via floatation to various optical sensing methods.
A substantial focus is put on the cost comparison for landfill vs. incineration to generate power vs. mechanical recycling based on the widely performed recycling of PET. Detailed cost assumption and calculation methods are presented. While landfills and mechanical recycling cannot be performed without losses, the waste-to-energy path does theoretically generate some positive revenue. But practically this does not happen since post-consumer plastic waste usually comes combined with municipal waste having a lower caloric value. All cost calculations are backed by prints of the respective spreadsheets.
If plastic waste were to come separated, as sometimes in Europe (especially Germany), then recycling is the best waste treatment method due to reduction of waste, energy savings and decreased greenhouse gas emissions. Improvements can be materialized by establishing a separate plastic waste collection system, by upcycling of the major polymer waste streams of PP and LDPE through blending, and by increasing the overall recycling rate.
All these statements, statistics and calculations are based on US data dating back to 2017 without later revision. On the global scale, it is stated that waste generation increases with income level and that polymer production moves to China. Recycling rates for Europe are claimed to be increasing, especially due to the success of the German dual system for collection of plastic waste.
All chapters of the book contain an extensive list of citations. The book is a helpful guides to all readers being introduced to the topic of plastic recycling with not too much depth in the technologies, but more justifying the need for recycling compared to other disposal methods.

(Geprüfte Bewertung)
18 Jan 2023

gute Zusammenstellung und Übersicht über den Lebenszyklus von Kunststoffen mit möglichem Ausblick für die Zukunft

Dieses Buch bietet dem interessierten Leser ein gute Auflistung über die verschiedenen Wege, die die verschiedenen Kunststoffe in unserem täglichen Leben gehen und gehen können, von der bisherigen Verwendung in der Vergangenheit, bis zur Gegenwart, aber auch der Blick in eine mögliche Zukunft kommt nicht zu kurz. Darüber hinaus werden auch die Zusammenhänge mit Wirtschaft und Umwelt betrachtet. Gleichzeitig werden möglich zukünftige Wege aufgezeigt diese wertvollen Rohstoffe und daraus resultierende Potenziale besser zu nutzen.
Durchaus lesenswert für interessierte Einsteiger in das Thema aber auch für Personen mit Erfahrung in diesem Bereich.

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Autor(en)

Dr.-Ing. Natalie Rudolph is Business Field Manager Polymers at NETZSCH. She was previously Director of R&D in Composites at AREVO, Assistant Professor at the University of Wisconsin-Madison College of Engineering, and Team Leader at the Fraunhofer Institute ICT, Germany.
Raphael Kiesel, M.S. is a researcher at the Fraunhofer Institute for Production Technology, Germany. He was previously a Research Assistant at the University of Wisconsin-Madison.
Chuanchom Aumnate, Ph.D. is a Researcher at the Metallurgy and Materials Science Research Institute, Chulalongkorn University, Thailand. She was previously Research Assistant at the University of Wisconsin-Madison.

Dr.-Ing. Natalie Rudolph is Business Field Manager Polymers at NETZSCH. She was previously Director of R&D in Composites at AREVO, Assistant Professor at the University of Wisconsin-Madison College of Engineering, and Team Leader at the Fraunhofer Institute ICT, Germany.
Raphael Kiesel, M.S. is a researcher at the Fraunhofer Institute for Production Technology, Germany. He was previously a Research Assistant at the University of Wisconsin-Madison.
Chuanchom Aumnate, Ph.D. is a Researcher at the Metallurgy and Materials Science Research Institute, Chulalongkorn University, Thailand. She was previously Research Assistant at the University of Wisconsin-Madison.

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