Produzione di materie prime industriali dai rifiuti
Il KIT dimostra le tecnologie per l'economia circolare su scala pilota
Costi energetici in aumento, risorse scarse, quantità crescenti di rifiuti: l'umanità ha un problema di rifiuti. Con il Carbon Cycle Lab (CCLab), i ricercatori del Karlsruhe Institute of Technology (KIT) hanno creato una nuova piattaforma di sviluppo per un'economia circolare più sostenibile. Tra le altre cose, il riciclaggio chimico dei rifiuti plastici viene studiato e trasferito su scala pilota. L'obiettivo è reintrodurre nel ciclo dei materiali rifiuti precedentemente non riciclabili.
La produzione globale di plastica è aumentata notevolmente negli ultimi 70 anni - fino a raggiungere circa 414 milioni di tonnellate nel 2023 - ma il tasso di riciclaggio è solo del dieci per cento. Poiché il costo dell'energia è destinato ad aumentare ulteriormente e le risorse sono sempre più scarse, è importante raggiungere tassi di riciclaggio più elevati nell'ambito della trasformazione del settore. Il KIT sta contribuendo a questo obiettivo con la nuova piattaforma di ricerca Carbon Cycle Lab (CCLab). In precedenza, i ricercatori del KIT erano già riusciti a sviluppare un processo di riciclaggio completo per i residui biologici con il progetto bioliq®. Il CCLab estende questo lavoro al riciclaggio chimico dei rifiuti plastici. "Per un'economia circolare neutrale dal punto di vista climatico, dobbiamo reintrodurre nel ciclo dei materiali i rifiuti provenienti dall'industria e dal commercio, dalle famiglie, dall'agricoltura e dalla silvicoltura, utilizzando a tal fine energie rinnovabili", afferma il professor Dieter Stapf, direttore dell'Istituto di Chimica Tecnica del KIT. La chiusura del ciclo del carbonio protegge l'ambiente e risparmia risorse scarse. "Siamo un Paese in cui l'energia e le materie prime sono scarse e costose", afferma Stapf. "Le nostre future materie prime sono i rifiuti. Riciclarli è efficiente ed economico. Il riciclo ci aiuta a diventare meno dipendenti dalle importazioni di combustibili fossili, cosa che è diventata particolarmente urgente alla luce della crisi ucraina".
Il Carbon Cycle Lab trae vantaggio dalle scoperte di bioliq
Il KIT sta già conducendo ricerche approfondite sull'uso di residui biogenici e materie prime rinnovabili per la produzione di prodotti chimici e carburanti sostenibili. Nel progetto bioliq® , completato alla fine dello scorso anno, i ricercatori e i partner hanno allestito un impianto pilota con il quale è stato possibile produrre per la prima volta benzina dalla paglia su scala di una tonnellata. "Stiamo portando molto di ciò che abbiamo imparato da bioliq® al CCLab", afferma il professor Frederik Scheiff, capo del dipartimento di vettori energetici chimici presso l'Istituto Engler-Bunte del KIT. "Nell'ultima campagna operativa, ad esempio, siamo riusciti a convertire per la prima volta gli oli di plastica in materie prime chimiche, dimostrando così le prospettive per il futuro. Nessuno è mai riuscito a farlo prima", afferma Scheiff. "Abbiamo imparato a sviluppare e a scalare queste tecnologie e siamo stati in grado di dimostrare che possono essere utilizzate anche per convertire in materie prime chimiche rifiuti plastici complessi, precedentemente non riciclabili".
Utilizzo di rifiuti precedentemente non riciclabili
La nuova piattaforma di ricerca CCLab è la logica continuazione del processo di utilizzo dei materiali di scarto iniziato con il bioliq® . A causa della loro composizione chimica e delle impurità, la maggior parte dei prodotti in plastica oggi non può essere riciclata secondo standard elevati. "Al CCLab lavoriamo per riciclare ciò che attualmente viene incenerito o messo in discarica, generando così emissioni di gas serra", afferma Stapf. Le nuove tecnologie sviluppate al KIT consentono di sintetizzare nuove plastiche dai rifiuti plastici senza utilizzare petrolio o gas naturale. Le sostanze inquinanti e le impurità contenute vengono distrutte o separate. I prodotti vengono poi trasformati in materie prime per la produzione di nuove plastiche. I ricercatori vogliono dimostrare l'intera catena del valore nel CCLab. "Il Carbon Cycle Lab è un'importante piattaforma di sviluppo per l'economia circolare sostenibile. È qui che trasferiamo le nuove tecnologie dalla ricerca del KIT e dell'Associazione Helmholtz alla scala pilota", afferma Stapf.
Grande necessità di riciclaggio
Tali tecnologie sono urgentemente necessarie: Gli obiettivi di riciclaggio dell'UE prevedono che entro il 2035 vengano riciclati in tutta Europa altri dieci milioni di tonnellate di plastica all'anno. Per la Germania, che produce un terzo di tutta la plastica in Europa, ciò significherebbe due o tre milioni di tonnellate in più all'anno, sottolinea Stapf: "Con l'European Green Deal, l'Unione Europea vuole creare la transizione verso un'economia efficiente dal punto di vista delle risorse, neutrale dal punto di vista climatico e competitiva. Il CCLab fornisce importanti indicazioni su come questo possa funzionare su scala industriale".
Al CCLab del KIT partecipano, tra gli altri, l'Istituto di ricerca e tecnologia sulla catalisi, l'Istituto Engler-Bunte e l'Istituto di chimica tecnica. Esistono anche cooperazioni di trasferimento tecnologico con molte aziende industriali. Il governo federale finanzia la piattaforma di ricerca come parte dell'Associazione Helmholtz.
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