Im Rahmen eines Innosuisse-Projekts untersuchten wir gemeinsam mit Forschungs- und Industriepartnern die Machbarkeit eines geschlossenen Kreislaufs für Polypropylen (PP) Lebensmittelverpackungen in der Schweiz. Wir haben den ersten vollständigen Schweizer Kreislaufschluss für sekundäres PP in Lebensmittelanwendungen simuliert – von der Sammlung von Post-Consumer Kunststoffabfällen bis zur Herstellung von Testkörpern. Dabei standen insbesondere die praktische Umsetzung, die Lebensmittelkonformität, die Qualität des Rezyklats sowie die ökologische und ökonomische Tragfähigkeit im Fokus.
Zusammenarbeit eintlang der Wertschöpfungskette
Das Projekt wurde in Zusammenarbeit mit unseren Forschungspartnern KATZ (Kunststoff Ausbildungs- und Technologiezentrum) und dem Bereich Produktionsmanagement des Instituts für Technologiemanagement der Universität St. Gallen (HSG-ITEM) sowie mit führenden Industriepartnern entlang der gesamten Wertschöpfungskette durchgeführt: BASF Schweiz AG, Coop Genossenschaft, Emmi Schweiz AG, Greiner Packaging AG, InnoPlastics AG, Migros Industrie AG, Silac AG und Säntis Packaging AG.
Wir von realcycle koordinierten die Projektpartner und stellten mit unserer Expertise in nachhaltiger Kreislaufwirtschaft, ökologischer Bewertung und Projektmanagement eine erfolgreiche und nachhaltige Umsetzung sicher.
Grundlage und Vision
Das Projekt baut auf den Erkenntnissen des Projektes «Ist ein Polypropylen-Kreislauf (Food) möglich und sinnvoll?» und des Innovation Booster-Projekts «Circular Economy for Polypropylene (CE4PP)» auf, in denen die theoretische Recyclingfähigkeit von PP-Verpackungen umfassend untersucht wurde. Aufbauend auf diesen Vorarbeiten konnte das Hauptziel erfolgreich umgesetzt werden: die Herstellung von recyceltem Polypropylen (rPP) aus 100 % Post-Consumer-Lebensmittelverpackungen im Rahmen eines grossskaligen Praxistests – ermöglicht durch die enge Zusammenarbeit aller Akteure entlang der Wertschöpfungskette.
Die Skalierung eines solchen geschlossenen Kreislaufs hätte das Potenzial, nicht nur wertvolle Ressourcen zu schonen und zur Erreichung der Netto-Null-Ziele beizutragen, sondern auch die Resilienz und Unabhängigkeit der Schweizer Wirtschaft zu stärken.
Simulation und technische Umsetzung des PP-Kreislaufs in der Schweiz
Abbildung: Übersicht über die Schritte des PP-Kreislaufschlusses, welcher im Projekt «Entwicklung geschlossener Kreisläufe für Lebensmittelkontakt rPP» simuliert wurden.
Zur Simulation des PP-Kreislaufs wurden sämtliche Schritte mit Post-Consumer-Material durchlaufen – von der Sammlung über Sortierung, Schreddern, Waschen und Deinking bis hin zur Dekontamination, Compoundierung und Herstellung von Testkörpern. Ein besonders zentraler Prozessschritt war die Sortierung des gebrauchten Verpackungsmaterials, da für die Produktion eines hochwertigen Rezyklats eine Trennung nach Anwendungsbereich (Food- vs. Non-Food-Verpackungen) sowie nach Herstellungstechnik (Spritzguss oder Thermoformen) respektive Schmelzflussrate (MFI) erforderlich ist.
Die Sortierung in Food- und Non-Food-Fraktionen konnte im Projekt mit bestehenden Technologien umgesetzt werden – unter Einsatz von künstlicher Intelligenz und Nahinfrarotspektroskopie. Allerdings musste der Reinheitsgrad manuell nachgebessert werden, da der Stand der Technik für die Schweizer Fraktion noch nicht ausgereift war. Für die Unterscheidung nach MFI stand zum Zeitpunkt des Projekts ebenfalls keine geeignete Technologie zur Verfügung. Daher wurde auch auf eine manuelle Sortierung zurückgegriffen, mit der hohe Reinheitsgrade erzielt werden konnten. Für eine künftige industrielle Skalierung ist jedoch die Entwicklung geeigneter automatisierter Verfahren unerlässlich.
Nach der Sortierung wurden die gebrauchten Verpackungen zu Flakes geschreddert, gewaschen und zu über 94 % erfolgreich deinked. Anschliessend wurde das Post-Consumer-PP unter Zugabe geeigneter Additive restabilisiert und zu hochwertigem Regranulat verarbeitet.
Das daraus gewonnene Rezyklat wurde in industriellen Prozessen bei Greiner Packaging AG, Säntis Packaging AG und Silac AG zu ersten Demoverpackungen weiterverarbeitet. In anschliessenden Abfüll- und Siegelversuchen mit Emmi Caffè Latte Bechern bei der Emmi Schweiz AG zeigte das recycelte Material vergleichbare Verarbeitungseigenschaften und Funktionalität wie Neuware. Auch die ersten Migrationstests verliefen vielversprechend. Allerdings wurde ein auffälliger Geruch festgestellt, der derzeit die industrielle Akzeptanz des Materials einschränkt – hier besteht weiterer Forschungs- und Entwicklungsbedarf.
Ökonomische und ökologische Bewertung
Begleitend zu den technischen Untersuchungen hat HSG-ITEM eine systemische wirtschaftliche Analyse durchgeführt, um die ökonomische Tragfähigkeit des Kreislaufschlusses zu bewerten. Diese Erkenntnisse unterstützen die Unternehmen dabei, das neu gewonnene Wissen nachhaltig in ihre Prozesse zu integrieren.
Die ökologische Bewertung erfolgte durch uns mittels Massenstromanalyse von Schweizer Haushaltskunststoffen und Ökobilanzierung des PP Recyclings.
Die heutige Marktkapazität für Rezyklat ist beschränkt. Die Massenstromanalyse hat gezeigt, dass das Erschliessen hochwertiger Rezyklatanwendungen – wie zum Beispiel in Lebensmittelverpackung – entscheidend sind, um die angestrebte Recyclingquote von 55 % für Kunststoffe in der Schweiz zu erreichen. Würde dieses Ziel bei PP erreicht, könnten jährlich knapp 200’000 Tonnen CO₂-Äquivalente eingespart werden – das entspricht einer Reduktion von 92 % gegenüber dem heutigen Stand, bei dem die Recyclingquote lediglich rund 6 % beträgt.
Fazit
Im Februar 2025 konnten wir die Zwischenergebnisse im Fachmagazin KunststoffXtra veröffentlichen. Dieses Projekt zeigte eindrücklich, dass ein geschlossener Kreislauf für Polypropylen in der Schweiz grundsätzlich machbar, ökologisch sinnvoll und wirtschaftlich vielversprechend ist – unter der Voraussetzung einer abgestimmten Zusammenarbeit entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Damit eine Umsetzung im industriellen Massstab gelingt, bedarf es jedoch noch weiterer technischer Fortschritte.
Projektpartner
