Nachhaltigkeit und hohes Qualitätsniveau mit Kunststoffrecycling in der Abwasserentsorgung realisierbar

Bild 1: Hierarchie zur nachhaltigen Ressourcennutzung von Kunststoffen in der Abwasserentsorgung
© Lesch Consult, Würzburg

1. Einleitung

Nachhaltigkeit ist derzeit in aller Munde. Die Kunststoffindustrie wird heute von einem Teil der Gesellschaft pauschal an den Pranger gestellt, da „Plastik“ die Weltmeere verschmutzt. Hier tut objektive Aufklärung Not, insbesondere wenn alles über einen Kamm geschert wird.
Eine Differenzierung zwischen Verpackungsindustrie und Investitionsgüterindustrie, insbesondere Kunststoffrohrsystemen ist dringend erforderlich. Denn bei Kunststoffrohrsystemen für die Abwasserentsorgung existiert heute sowie in der Zukunft eine sehr umweltfreundliche und ressourcenschonende Gesamtsituation.

Das Kunststoffrecycling sowie die ressourcenschonende Herstellung werden von der Kunststoffindustrie bereits seit vielen Jahren aus ökologischen und ökonomischen Gründen erfolgreich praktiziert. Auf Basis jahrelanger Praxiserfahrung sowie nun geänderten normativen Regelungen wurden die wesentlichen Voraussetzungen und diversen Möglichkeiten für eine noch höhere Recycylingquote von Kunststoffrohren und Kunststoffschächten auf Hersteller- und Anwenderseite geschaffen. Daraus ergeben sich neue Marktpotenziale für nachhaltige Kunststoff-Recyclingprodukte, die in diesem Fachbericht aufgezeigt werden. Darüber hinaus schaffen wir Transparenz beim aktuellen Begriffswirrwarr im Kunststoffrecycling.

2. Marktsituation

In der erdverlegten, drucklosen Abwasserentsorgung werden seit vielen Jahrzehnten Produkte und Systeme überwiegend aus thermoplastischen Kunststoffen erfolgreich eingesetzt. Die bisherigen Kunststoffrohrsysteme wurden nahezu vollständig aus Neumaterial hergestellt. Die Einwände hierfür sind sehr unterschiedlich:

Bis dato kaum politischer und gesellschaftlicher Druck zum Einsatz von Rezyklat (gesetzliche Vorschriften)

Fehlende normative Grundlagen

Unzureichende Erkenntnisse zu Eigenschaften und Langzeitverhalten von Recyclingmaterial

Engpass an definierten und spezifischen Recyclingmaterialqualitäten

Geringe Marktnachfrage nach Kunststoffrohren und -schächten aus Rezyklat bzw. mit Rezyklat-Anteilen

Fehlendes Recyclingmaterial in ausreichender Qualität und Quantität

Großer, kostenintensiver Aufwand zur Aufbereitung von Rücklauf- und Recyclingmaterial

Zusätzlicher Aufwand und Kosten durch notwendige Produktionsprozessumstellungen beim Hersteller

Allgemeine Kunden-Erwartungshaltung, dass Kunststoffrohrsysteme mit anteiligem Recyclingmaterial günstiger sein müssen

Noch nicht vorhandene Märkte mit Marktpotential, fehlende Ausschreibungen für Abwasserrohre und -schächte aus Recyclingmaterial.

Die Liste mit Argumenten, die gegen den Einsatz von Rezyklat sowie gegen die Verwendung sprechen, ließe sich sicher beliebig weiterführen. Jedoch haben sich mittlerweile viele Hinderungsgründe, die bisher noch gegen einen Rezyklateinsatz gesprochen haben, im Laufe der letzten Jahre maßgeblich geändert bzw. gänzlich umgedreht.

Es gibt mittlerweile sehr fundierte Erkenntnisse und Praxiserfahrungen zum Einsatz von Rezyklaten in Kunststoffrohren und Schächten. Entscheidungsrelevante normative Grundlagen liegen heute vor und auch die Qualität und Sortenreinheit von Recyclingmaterial wurde deutlich verbessert. Es gibt bereits Kunststoffrohre und Schachtbauteile aus Rezyklat, die seit vielen Jahren erfolgreich im Einsatz sind und alle technischen Anforderungen erfüllen. Gerade für die Abwasserentsorgung lassen sich heute qualitativ hochwertige und langlebige System aus Rezyklat ressourcenschonend herstellen und somit den Einsatz von Neumaterial deutlich reduzieren. Mangels ungenauer Altmaterial-Mengenerfassung und Marktanalysen von Kunststoff-Recyclingprodukten, ist es derzeit sehr schwierig genaue Mengendaten zum Einsatz von Rezyklaten in der Abwasserentsorgung zu benennen. Der Marktanteil von Rezyklat-Produkten in der Abwasserentsorgung dürfte sich jedoch nach unserer Einschätzung noch auf einem sehr niedrigen Niveau bewegen.

Nur durch eine deutliche Steigerung der Marktnachfrage nach Recyclingprodukten (z.B. durch zunehmende kommunale Ausschreibungen) auf Basis gültiger Normen kann den Anteil einer stofflichen Wiederverwertung von Kunststoffrohrsystemen maßgeblich weiter erhöht werden. Auf diesem Weg kann der Nachhaltigkeitsbeitrag der Kunststoffrohrindustrie - insbesondere in der Abwasserentsorgung - zukünftig weiter gesteigert werden.

3. Nachhaltigkeit

Die gesellschaftliche Bedeutung der Nachhaltigkeit und damit das zwingend notwendige Handeln aller Beteiligten wie Hersteller, Ausführende und Planer, Gesetzgeber und Verbraucher bzw. Investoren nimmt immer mehr zu.

Nachhaltigkeit ist ein Handlungsprinzip zur Ressourcenschonung und Ressourcennutzung, bei dem eine dauerhafte Bedürfnisbefriedigung durch die Bewahrung der natürlichen Regenerationsfähigkeit aller beteiligten Systeme sicher gewährleistet werden soll.

Bei den deutschen Kunststoffrohr- und Schachtherstellern steht die Kreislaufwirtschaft bzw. ein umweltgerechtes Abfallmanagement durch stoffliches Recycling von Kunststoffrohr-systemen durch Post-Industrial-Recycling und Post-Consumer-Recycling schon seit vielen Jahren im besonderen Fokus. Hierbei ist die Kunststoffrohrbranche im Vergleich zu vielen anderen Branchen vorbildlich aufgestellt. Der größte Engpass sind derzeit noch die normativ zugelassenen und anteilmäßigen Rezyklat-Beimischungen bei neuen Kunststoffrohren und Schächten. Derzeit werden allerdings die einzelnen Normen im Abwasserbereich diesbezüglich angepasst, was wir bei den normativen Vorgaben im Fachbericht noch konkret erläutern werden. Weitere realisierte Nachhaltigkeitsmaßnahmen sind bei vielen Kunststoffrohrherstellern z.B. die Umsetzung eines nachhaltigen Umweltmanagements nach DIN EN ISO 14001 sowie ein effizientes Energiemanagementsystem nach DIN EN ISO 5001 in Ihren Unternehmen. Die thermoplastischen Kunststoffe, wie Polyethylen PE, Polypropylen PP oder Polyvinylchlorid PVC-U, die heute überwiegend in der Abwasserentsorgung eingesetzt werden, sind aufgrund ihrer bereits vorhandenen Werkstoffeigenschaften nachhaltig, weil zu 100% recyclingfähig. Thermoplaste können jederzeit mit geringem Energieaufwand wieder leicht aufgeschmolzen werden und zu neuen Produkten verarbeitet werden. Darüber hinaus haben erdverlegte Kunststoffrohre und Kunststoffschächte im Abwasserbereich wie z.B. Kunststoffrohre aus PE oder PP eine prognostizierte Lebensdauer nach Zeitstandfestigkeit DIN EN ISO 9080 von über 100 Jahren.

Sogar bei einer ganzheitlichen Nachhaltigkeitsbetrachtung durch eine Lebenszyklusanalyse LCA (Life Cycle Assessment), auch bekannt als Umweltbilanz oder Ökobilanz, zeichnen sich die thermoplastischen Kunststoffe durch geringe Energiemengenverbräuche (umgerechnet in Kilogramm CO₂-Äquivalent) von der Produktion der Rohstoffe, Rohrproduktion, Transport bis zur Entsorgung aus. Aussagefähige, detaillierte Umwelt-Produktdeklarationen bzw. Environmental Product Declarations (EPD) nach DIN EN ISO 14025 bestätigen dies.  Sie können bei TEPPFA (European Plastic Pipe and Fittings Association) für die häufigsten Kunststoffe auf der Internetseite eingesehen werden.

Nach der neuen geplanten EU-Gebäuderichtlinie soll nicht nur der Energieverbrauch und die Sparsamkeit bewertet werden, sondern auch die Nachhaltigkeit der verwendeten Baumaterialien sowie der angewendeten Verfahren und das über den gesamten Lebenszyklus einer Immobilie hinweg. Dieses Nachhaltigkeitszertifikat dürfte die Bauwirtschaft dazu nun mehr bewegen, mehr Altmaterial bzw. Abwasserrohre mit hohem Rezyklatanteil einzusetzen. Somit wird die stoffliche Wiederverwertung bei Kunststoffrohren auch deshalb mehr in den Fokus rücken.

4. Der Kunststoffrecyclingprozess – stoffliche Wiederverwertung

Die Möglichkeit einer stofflichen Wiederverwertung von Altmaterial bzw. recyclingfähigen Wertstoffen zur nachhaltigen Ressourcenschonung wurde von Kunststoffrohrherstellern frühzeitig erkannt. Deshalb wurde ein modernes und nachhaltiges Kunststoffrohr-Recycling bereits seit vielen Jahren in der Baubranche freiwillig durch die Rohr- und Schachthersteller gemeinsam mit Ihren Partnern der Entsorgungs-/Recyclingbranche in der Praxis erfolgreich umgesetzt. In den bestehenden Produktionsprozessen der Kunststoffrohr-, Formstücke- und Schachthersteller wird schon immer das anfallende Umlaufmaterial, das aus ungebrauchten oder verbrauchten Kunststoffbauteilen einschließlich Verschnitt aus der Produktion stammt sowie geeignetes Rücklaufmaterial, welches aus zurückgewiesenen ungebrauchten Kunststoffrohren, -Schächten, -Formstücken oder deren Verschnitt, das nicht vom selben Hersteller stammt, von Beginn an als Rezyklat aufbereitet und den neuen Produkten anteilmäßig beigemischt und damit stofflich beim Neuprodukt wiederverwertet.

Kunststoffrohrsysteme und -schächte, die nach ihrer Nutzungsdauer rückgebaut bzw. ausgebaut werden sowie anfallende Baustellenabfälle (Verschnitte, Reste, defekte Kunststoffbauteile) werden heute in Gitterboxen (siehe Bild 2) oder größeren Gleitabrollcontainern gesammelt, nach Kunststofftypen sortiert, gereinigt und zu Mahlgut gemahlen (siehe werkstofflicher Recyclingprozess Bild 3).

Bild 2: Gitterbox für gesammeltes Baustellen-Altmaterial Kunststoffrohrsysteme und Kunststoffschächte
© Lesch Consult, Würzburg

Laut Sebastian Dieninghoff, Vertriebsleiter Kunststoffe von PreZero Kunststoffrecycling GmbH & Co. KG, werden die gemischten Alt-Kunststoffe im Sortier- und Recyclingwerk noch weitestgehend von Menschenhand nach Kunststofftypen wie Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, etc. sortiert, um ein hochwertiges Qualitätsniveau durch ein nahezu sortenreines Mahlgut herzustellen, aus dem beispielsweise neue Kunststoff-Kabelschutzrohre hergestellt werden. Mittlerweile kann das Recyclingmaterial gemäß Normenänderung (siehe normative Vorgaben) auch anteilmäßig dem neuen Abwasserrohr beigemischt werden. Die Marktnachfrage der Rohrhersteller und Kunststoffverarbeiter ist aktuell so groß, dass man die erzeugten Mahlgutmengen auch ohne jegliche Werbung problemlos an die Hersteller nach dem Windhundprinzip verteilt. Aktuell sind die Jahresmengen, an sortenreinem Mahlgut die im Jahr 2022 voraussichtlich anfallen, bereits vergeben.

Herr Dieninghoff bestätigt: „Wir haben beim Mahlgut aus Kunststoffrohrsystemen derzeit keine Defizite in den Anwendungsmöglichkeiten, sondern eher die Herausforderung in der Beschaffung von Alt-Rohren“. Da der Rückbau von defekten Kunststoffrohrsystemen und Schächten, die vor 30 bis 40 Jahren verlegt wurden, noch überschaubar ist, finden die derzeit als Mahlgut oder Regranulat aufbereiteten „Kunststoffabfälle“ genügend Abnehmer.

Angebot und Nachfrage sind derzeit noch auf einem relativ niedrigen Niveau. Deshalb ist auch der zukünftigen Altmaterial-Sammlung und stofflichen Wiederverwertung (politisch gewollt) absoluter Vorrang einzuräumen.

Bild 3: Werkstofflicher Recyclingprozess Kunststoffrohrsysteme und -schächte
© KRV e.V., Bonn

Bei der Herstellung von Kunststoffrohren beschränkt sich die werkstoffliche Verwertung bisher auf Produkte, an die keine speziellen Anforderungen gestellt werden. Im Bereich der Trinkwasser- und Gasversorgung kommt aus Gründen der Sicherheit und Gesundheit derzeit ausschließlich der Einsatz von Neuware in Betracht. Im Anwendungsbereich Abwasser können die Kunden zwischen Kunststoffrohren und -schächten aus Neuware, aus Neuware mit zulässigem Rezyklatanteil nach Norm sowie aus reinem Rezyklat gefertigten Abwasser-, Kabelschutz- und Dränrohre wählen.

Wichtige Begriffsdefinitionen beim Kunststoff-Recycling

Bei der stofflichen Wiederverwertung von Kunststoffen (Recycling) werden in der Praxis oftmals unterschiedliche Begriffe für das gleiche verwendet, deshalb möchten wir hier mit der folgenden Tabelle Ordnung in das Begriffswirrwarr bringen.

Tabelle 1: Häufig verwendete Begriffe beim Kunststoff-Recycling bzw. bei der stofflichen Wiederverwertung von Kunststoffen

Weitere wichtige Begriffe beim Recycling sind die Reinheit und Verträglichkeit der Ausgangsmaterialien.

Tabelle 2: Begriffsdefinitionen beim Recycling für die Reinheit und Verträglichkeit der Ausgangsmaterialien

5. Allgemeine normative Vorgaben zum Einsatz von Recyclingmaterial

Für alle relevanten Kunststoffprodukte einer erdverlegten, drucklosen Abwasserentsorgung gibt es seit vielen Jahren europäische Normen, die sowohl von DIN als auch dem DIBt anerkannt und eingeführt sind sowie in Deutschland ihre Anwendung finden. Der Einsatz von Recyclingmaterial ist mittlerweile in vielen dieser Normen aufgenommen und normativ geregelt, siehe Tabelle 3. Dadurch ist ab jetzt für viele Anwendungsbereiche und Produkte der Einsatz von Rezyklat anteilig oder gänzlich erlaubt. Leider sind die Regelungen zum Einsatz von Rezyklat in den einzelnen europäischen Normen noch nicht einheitlich und sehr unterschiedlich in der Umsetzung. Im Folgenden sind zur Verdeutlichung, alle relevanten Normen für den Bereich der erdverlegten, drucklosen Systeme in der Abwasserentsorgung aufgeführt und die Regelungen zum Einsatz von Umlauf-, Rücklaufmaterial und Rezyklat erörtert.

Tabelle 3: Relevante Normen in numerischer Reihenfolge mit Kurzzusammenfassung der Aussagen zum Einsatz von Umlauf-, Rücklaufmaterial und Rezyklat

Die Europäische Kommission hat festgelegt, dass die weitere Arbeit an Normen für Recyclingmaterial fortgeführt und intensiviert wird. Das CEN TC 249 als zuständiges Komitee für Kunststoff hat den Auftrag, in den kommenden Jahren die Normen für den Einsatz und das Qualitätsniveau zu verbessern sowie detaillierte Informationen zum Thema Recyclingmaterial und Rezyklat zu erstellen. Der Fokus für den Bereich drucklose Rohre soll kurzfristig auf die Werkstoffe PVC (Rohre und Formteile) und PE (Formteile) liegen. Es wird derzeit an dem Ziel gearbeitet, wie hoch der prozentuale Anteil an Rezyklat in den jeweiligen Produkten sein soll. In allen europäischen Arbeitsgruppen zur Erstellung und Überarbeitung von europäischen Normen wird das Thema „Einsatz von Rezyklat“ weiter intensiv diskutiert. Sobald neue Erkenntnisse und Erfahrungen vorliegen, sollen diese in den jeweiligen Normen aufgenommen werden.

6. Fazit

Nicht nur die Notwendigkeit und der öffentliche Druck, nachhaltig und umweltfreundlich mit Ressourcen, Materialeinsatz und Fertigung umzugehen sind Treiber für mehr Recycling und Wiederverwertung in der Kunststoffrohrindustrie. Sondern es kann auch davon ausgegangen werden, dass insbesondere auf Druck der politisch Verantwortlichen, die Erweiterung zum zunehmenden Einsatz von Recyclingmaterial und Rezyklaten einheitlich in allen europäischen Normen aufgenommen wird. 

 Das CEN wird - soweit noch nicht umgesetzt - dieser europäischen Vorgabe folgen und somit alle relevanten Normen für drucklose, erdverlegte Abwasserkanäle und -leitungen über kurz oder lang für den Einsatz von Rezyklaten öffnen. Zukünftig werden damit Angebot und Nachfrage nach qualitativ hochwertigen und verfügbaren Recycling-Abwasserrohrsystemen mit normativ geregelten Rezyklat-Anteilen stark zunehmen. Darauf können sich Hersteller und Anwender schon jetzt einstellen.  Hier gilt es in Zukunft den nachhaltigen Weg der stofflichen Wiederverwertung bei Kunststoffrohrsystemen auf Basis der vorliegenden Praxiserfahrungen konsequent gemeinsam weiter zu verfolgen.

© Lesch Consult, Würzburg

Dipl.-Ing., Dipl.-Wirtschaftsing. (FH) Elmar Lesch,
Inhaber Lesch Consult Unternehmensberatung

© Günter Brümmer Consult

Dipl.-Wirtschaftsing. Günter Brümmer,
Inhaber der Günter Brümmer Consult