Finstral Magazin F_04
Frame Reframe: 180 Seiten Gespräche, Reflexionen und Meinungen zu Themen aus dem Großraum Architektur.
Finstral Magazin F_03
Framing Light: 164 Seiten Gespräche, Essays und Meinungen zu Themen aus dem Großraum Architektur.
PVC.
Im Kreislauf gedacht.
1. Herstellung
PVC (Polyvinylchlorid) wird aus zwei Hauptrohstoffen hergestellt: Chlor, das aus Salz gewonnen wird, und Ethylen, das entweder aus fossilen Rohstoffen, Bioethylen oder chemischem Recycling stammt. Diese Stoffe reagieren zu Vinylchlorid-Monomeren (VCM), die zu PVC polymerisiert werden. Die Produktion von einer Tonne PVC aus fossilen Rohstoffen verursacht 1,9–2,6 Tonnen CO2 – je nach Stromquelle und eingesetzten Vorprodukten. Neben Strom wird Wärmeenergie benötigt, insbesondere für die Crackprozesse und die Trocknung.
2. Chancen
Langlebigkeit: PVC ist besonders langlebig, was ein wesentliches Nachhaltigkeitskriterium ist.
Mechanisches Recycling: PVC-Abfälle werden zerkleinert, gereinigt und zu Granulat oder Pulver verarbeitet, ohne dass die chemische Struktur verändert wird. Der Prozess ist energiearm, kosteneffizient, erhält die Materialqualität und eignet sich besonders für sortenreines PVC aus Produktionsresten oder Altfenstern. Materialmischungen, Altlasten- sowie Fremdstoffe und Weichmacher erschweren die Wiederverwertung deutlich.
Chemisches Recycling: Kunststoff wird chemisch in seine Grundbausteine zerlegt, dabei entstehen Rohstoffe (z. B. Ethylen) in derselben Qualität wie aus Primärquellen. Die Herausforderungen dieser energieintensiven Methode liegen in der Abtrennung des hohen Chloranteils und in den regulatorischen Einschränkungen bei der Nutzung der Rezyklate (siehe Massenbilanzprinzip).
Bioethylen: Die nachhaltige Alternative zu fossilem Ethylen – chemisch identisch, aus Rapsöl oder Reststoffen wie Frittierfett gewonnen. PVC aus Bioethylen reduziert den CO2-Fußabdruck um über 60 %.
Defossilisierung: Der Einsatz biobasierter Rohstoffe wie Bioethylen aus organischen Reststoffen oder Kohlenstoff aus Carbon-Capture-Technologien bietet eine nachhaltige Alternative zu fossilen Kohlenstoffquellen. So könnte PVC künftig als CO2-Speicher dienen.
CO2 als Rohstoff (Carbon Capture and Utilization, CCU): Statt wie bisher auf Erdöl zurückzugreifen, könnte künftig auch CO2 – etwa aus Industrieabgasen oder direkt aus der Atmosphäre – als Kohlenstoffquelle dienen. Über verschiedene chemische Umwandlungsprozesse lässt sich daraus Ethylen herstellen, das zentrale Vorprodukt für PVC. Langfristig könnte PVC so klimaneutral oder sogar klimapositiv werden.
Massenbilanzprinzip: Dieses Verfahren erlaubt es, Rohstoffe identischer Qualität, aber unterschiedlicher Herkunft (fossil, biobasiert, recycelt) zu mischen und ihren Anteil im Endprodukt buchhalterisch, aber nicht physisch nachzuweisen. In der Strombranche ermöglicht dieses Prinzip, Ökostrom ins Gesamtnetz einzuspeisen. Für Grundstoffe der chemischen Industrie wie Ethylen wäre die Zulassung des Massenbilanzverfahrens ein echter Game-Changer. Bislang ist die Nutzung von Ethylen nach dem Massenbilanzprinzip für die PVC-Herstellung regulatorisch aber noch nicht erlaubt.
3. Herausforderungen
Technische Hürden des Recyclings: Ein geschlossener mechanischer Kreislauf ist nur dann ohne Downcycling möglich, wenn das Material sortenrein bleibt. Die sogenannte Co-Extrusion – die Vermischung hoch- und minderwertiger PVC-Materialien – erschwert das Recycling erheblich. Auch Altlastenstoffe wie stabilisierendes Blei sind problematisch. Obwohl die europäische PVC-Industrie seit 2015 auf den Einsatz von Bleiverbindungen verzichtet, können ältere Produkte oder neue Fenster mit Rezyklat aus alten Rahmen noch Blei enthalten. Dies macht die Wiederverwertung teurer und in manchen Fällen sogar unmöglich.
Hohe Kosten: Bioethylen ist bis zu dreimal teurer als fossiles Ethylen.
Regulatorische Unsicherheiten: Die uneinheitliche Anerkennung des Massenbilanzverfahrens behindert Recyclingstrategien. Die EU diskutiert verschiedene Modelle, die eine Zertifizierung nach ISCC+ oder REDcert erfordern, um den recycelten Anteil in Produkten auszuweisen. Zudem ist man sich unsicher, ob chemisches Recycling vollständig auf Recyclingquoten angerechnet werden kann.
Fokus auf Recyclingquoten statt CO2-Reduktion: Die Gesetzgebung setzt auf feste Recyclingquoten. Ein fußabdruckbasiertes System könnte innovativere, technologieoffene CO2-Reduktionsansätze fördern.
Energiequelle als Schlüssel zur CO2-Reduktion: Die Herstellung von PVC ist energieintensiv. Allein die Chlor-Elektrolyse braucht 2,5–3,5 MWh Strom pro Tonne. Erneuerbare Energien sind also essenziell.
Indirekte Emissionen: Zusätzlich zu den direkten Emissionen z. B. durch die Chlor-Elektrolyse entstehen weitere CO2-Lasten durch Prozessenergie, Transport und den Einsatz von Hilfsstoffen.
4. Best-Case-Szenario 2050
Einheitliche CO2-Bilanzierung innerhalb der EU: Materialentscheidungen folgen nicht mehr Recyclingquoten, sondern der tatsächlichen Klimabilanz.
Geschlossener Recyclingkreislauf: Mechanisches und chemisches Recycling ergänzen sich optimal, sodass sortenreine PVC-Abfälle ohne Qualitätsverlust durch mechanisches Recycling in den Produktionskreislauf zurückgelangen, während alle übrigen Abfälle durch chemisches Recycling wiederverwendet werden.
Dekarbonisierte Produktion: Fossile Rohstoffe werden durch biobasiertes Ethylen, CCU-Technologien und chemisches Recycling ersetzt.
PVC als CO2-Speicher: Durch die Nutzung von CO2 aus der Atmosphäre zur Polymerherstellung kann Kohlenstoff langfristig im Material gebunden werden. So könnte PVC im Idealfall sogar klimapositiv werden.
Energieautarke Fertigung: Die PVC-Produktion wird vollständig mit erneuerbarer Energie betrieben. Energieintensive Verfahren wie Carbon Capture sind dank günstigem Ökostrom wirtschaftlich geworden.
Endloses Recycling: Durch die Kombination mechanischer und chemischer Recyclingverfahren bleiben PVC-Produkte ohne Qualitätsverlust im Kreislauf.
PVC (Polyvinylchlorid) wird aus zwei Hauptrohstoffen hergestellt: Chlor, das aus Salz gewonnen wird, und Ethylen, das entweder aus fossilen Rohstoffen, Bioethylen oder chemischem Recycling stammt. Diese Stoffe reagieren zu Vinylchlorid-Monomeren (VCM), die zu PVC polymerisiert werden. Die Produktion von einer Tonne PVC aus fossilen Rohstoffen verursacht 1,9–2,6 Tonnen CO2 – je nach Stromquelle und eingesetzten Vorprodukten. Neben Strom wird Wärmeenergie benötigt, insbesondere für die Crackprozesse und die Trocknung.
2. Chancen
Langlebigkeit: PVC ist besonders langlebig, was ein wesentliches Nachhaltigkeitskriterium ist.
Mechanisches Recycling: PVC-Abfälle werden zerkleinert, gereinigt und zu Granulat oder Pulver verarbeitet, ohne dass die chemische Struktur verändert wird. Der Prozess ist energiearm, kosteneffizient, erhält die Materialqualität und eignet sich besonders für sortenreines PVC aus Produktionsresten oder Altfenstern. Materialmischungen, Altlasten- sowie Fremdstoffe und Weichmacher erschweren die Wiederverwertung deutlich.
Chemisches Recycling: Kunststoff wird chemisch in seine Grundbausteine zerlegt, dabei entstehen Rohstoffe (z. B. Ethylen) in derselben Qualität wie aus Primärquellen. Die Herausforderungen dieser energieintensiven Methode liegen in der Abtrennung des hohen Chloranteils und in den regulatorischen Einschränkungen bei der Nutzung der Rezyklate (siehe Massenbilanzprinzip).
Bioethylen: Die nachhaltige Alternative zu fossilem Ethylen – chemisch identisch, aus Rapsöl oder Reststoffen wie Frittierfett gewonnen. PVC aus Bioethylen reduziert den CO2-Fußabdruck um über 60 %.
Defossilisierung: Der Einsatz biobasierter Rohstoffe wie Bioethylen aus organischen Reststoffen oder Kohlenstoff aus Carbon-Capture-Technologien bietet eine nachhaltige Alternative zu fossilen Kohlenstoffquellen. So könnte PVC künftig als CO2-Speicher dienen.
CO2 als Rohstoff (Carbon Capture and Utilization, CCU): Statt wie bisher auf Erdöl zurückzugreifen, könnte künftig auch CO2 – etwa aus Industrieabgasen oder direkt aus der Atmosphäre – als Kohlenstoffquelle dienen. Über verschiedene chemische Umwandlungsprozesse lässt sich daraus Ethylen herstellen, das zentrale Vorprodukt für PVC. Langfristig könnte PVC so klimaneutral oder sogar klimapositiv werden.
Massenbilanzprinzip: Dieses Verfahren erlaubt es, Rohstoffe identischer Qualität, aber unterschiedlicher Herkunft (fossil, biobasiert, recycelt) zu mischen und ihren Anteil im Endprodukt buchhalterisch, aber nicht physisch nachzuweisen. In der Strombranche ermöglicht dieses Prinzip, Ökostrom ins Gesamtnetz einzuspeisen. Für Grundstoffe der chemischen Industrie wie Ethylen wäre die Zulassung des Massenbilanzverfahrens ein echter Game-Changer. Bislang ist die Nutzung von Ethylen nach dem Massenbilanzprinzip für die PVC-Herstellung regulatorisch aber noch nicht erlaubt.
3. Herausforderungen
Technische Hürden des Recyclings: Ein geschlossener mechanischer Kreislauf ist nur dann ohne Downcycling möglich, wenn das Material sortenrein bleibt. Die sogenannte Co-Extrusion – die Vermischung hoch- und minderwertiger PVC-Materialien – erschwert das Recycling erheblich. Auch Altlastenstoffe wie stabilisierendes Blei sind problematisch. Obwohl die europäische PVC-Industrie seit 2015 auf den Einsatz von Bleiverbindungen verzichtet, können ältere Produkte oder neue Fenster mit Rezyklat aus alten Rahmen noch Blei enthalten. Dies macht die Wiederverwertung teurer und in manchen Fällen sogar unmöglich.
Hohe Kosten: Bioethylen ist bis zu dreimal teurer als fossiles Ethylen.
Regulatorische Unsicherheiten: Die uneinheitliche Anerkennung des Massenbilanzverfahrens behindert Recyclingstrategien. Die EU diskutiert verschiedene Modelle, die eine Zertifizierung nach ISCC+ oder REDcert erfordern, um den recycelten Anteil in Produkten auszuweisen. Zudem ist man sich unsicher, ob chemisches Recycling vollständig auf Recyclingquoten angerechnet werden kann.
Fokus auf Recyclingquoten statt CO2-Reduktion: Die Gesetzgebung setzt auf feste Recyclingquoten. Ein fußabdruckbasiertes System könnte innovativere, technologieoffene CO2-Reduktionsansätze fördern.
Energiequelle als Schlüssel zur CO2-Reduktion: Die Herstellung von PVC ist energieintensiv. Allein die Chlor-Elektrolyse braucht 2,5–3,5 MWh Strom pro Tonne. Erneuerbare Energien sind also essenziell.
Indirekte Emissionen: Zusätzlich zu den direkten Emissionen z. B. durch die Chlor-Elektrolyse entstehen weitere CO2-Lasten durch Prozessenergie, Transport und den Einsatz von Hilfsstoffen.
4. Best-Case-Szenario 2050
Einheitliche CO2-Bilanzierung innerhalb der EU: Materialentscheidungen folgen nicht mehr Recyclingquoten, sondern der tatsächlichen Klimabilanz.
Geschlossener Recyclingkreislauf: Mechanisches und chemisches Recycling ergänzen sich optimal, sodass sortenreine PVC-Abfälle ohne Qualitätsverlust durch mechanisches Recycling in den Produktionskreislauf zurückgelangen, während alle übrigen Abfälle durch chemisches Recycling wiederverwendet werden.
Dekarbonisierte Produktion: Fossile Rohstoffe werden durch biobasiertes Ethylen, CCU-Technologien und chemisches Recycling ersetzt.
PVC als CO2-Speicher: Durch die Nutzung von CO2 aus der Atmosphäre zur Polymerherstellung kann Kohlenstoff langfristig im Material gebunden werden. So könnte PVC im Idealfall sogar klimapositiv werden.
Energieautarke Fertigung: Die PVC-Produktion wird vollständig mit erneuerbarer Energie betrieben. Energieintensive Verfahren wie Carbon Capture sind dank günstigem Ökostrom wirtschaftlich geworden.
Endloses Recycling: Durch die Kombination mechanischer und chemischer Recyclingverfahren bleiben PVC-Produkte ohne Qualitätsverlust im Kreislauf.
Im Kreislauf gedacht.
Wer Nachhaltigkeit ernst nimmt, sollte mit Materialien so umgehen, dass kein Abfall entsteht. Das gilt auch für Fensterhersteller. Ein zirkulärer Austausch mit den Hauptlieferanten von Finstral.
