Kommt die Altreifenentsorgung in Deutschland unter die Räder?

Die zertifizierten Altreifenentsorger müssen seit längerem an mehreren Fronten kämpfen: Die Verbrennung in Zementwerken bricht zunehmend weg oder wird teurer. Der Export von Profilreifen läuft nicht mehr so gut, da es in anderen Ländern die entsprechenden Fahrzeuge für die Reifen nicht gibt. Und die Runderneuerung von Pkw-Reifen verliert durch billige Importreifen immer mehr an Bedeutung, da diese als Neureifen preiswerter angeboten werden und von zu schlechter Qualität für eine Runderneuerung sind. Das ergab vor einem halben Jahr eine Umfrage unter zertifizierten Altreifenentsorgern. Welche technischen und wirtschaftlichen Möglich­keiten bleiben der deutschen Altreifen-Recyclingbranche?

Laut Umweltbundesamt betrug 2015 das Gebrauchtreifenaufkommen 512.000 Tonnen, wovon 8.000 Tonnen wiederverwendet und 30.000 Tonnen runderneuert wurden. Nach Abzug solcher Fraktionen fiel 2013 eine Gesamtgewichtmenge von 445.000 Tonnen an Altreifen an, wovon insgesamt 258.000 Tonnen an Altreifen stofflich verwertet wurden. Im Einzelnen gingen insgesamt 86.000 Tonnen an Gummigranulat in den Export, fanden 156.000 Tonnen Gummigranulat als gummimodifiziertes Bitumen Verwendung in der Industrie, 42.000 Tonnen an Stahleinlagen und Reifendraht kaufte die Stahlindustrie auf, und die Zementindustrie setzte 36.000 Tonnen Altreifen zur Sub­stitution von Quarzsand und 24.000 Tonnen zur Substitution von Eisenerz in der Zementproduktion ein. Energetisch wurden 187.000 Tonnen genutzt, davon 4.000 Tonnen in Müllverbrennungsanlagen zur Strom- und Wärme-Gewinnung und 150.000 Tonnen Altreifen sowie 33.000 Tonnen Textilien in der Zementindustrie als Steinkohle-Ersatz.

Angaben der Gesellschaft für Altgummi-Verwertungs-Systeme mbH (GAVS) zufolge standen 2017 zuzüglich zu den 506.000 Tonnen angefallener Altreifen noch Reifen aus der Fahrzeugverwertung und 51.00 importierte Gebrauchtreifen – insgesamt also 577.000 Tonnen – zur Verfügung, von denen 28.000 Tonnen Karkassen runderneuert und 8.000 im Inland wiederverwendet wurden, 231.000 Tonnen zu Granulaten und Gummimehl und über 200.000 Tonnen in der Zementindustrie eine stoffliche Verwertung erfuhren, und 6.000 Tonnen zur energetischen Verwertung, 62.000 Tonnen zur Wieder- und Weiterverwendung und 41.000 Tonnen zur Runderneuerung in den Export gingen.

DIERec-Index und DERec-Index steigend

Die Menge der stofflich verwerteten Altreifen erhöhte sich zwischen 2007 und 2015 von schätzungsweise 256.000 auf 318.000 Tonnen, während sich die thermische Nutzung von schätzungsweise 223.000 auf 199.000 Tonnen verringerte. Inwieweit dadurch eine stoffliche Schonung von Primärrohstoffen durch Verwertungs- und Rückführung erzielt wurde, lässt sich mithilfe der Indikatoren DERec (Direct Effects of Recovery) und DIERec (Direct and Indirect Effects of Recovery) verdeutlichen. Der DERec-Index legte zwischen 2007 und 2015 von 628.000 auf 841.000 Tonnen zu, während der DIERec-Index von 830.000 auf 1.129.000 Tonnen anstieg. Der KEA-Saldo, der den kumulierten Energieaufwand zur Primärenergie-Einsparung ausdrückt, hob sich – mit Vorketten – im gleichen Zeitraum von 13.674 auf 19.560 Terrajoule und – ohne Vorketten – von 6.270 auf 8.960 Terrajoule. Insgesamt 86.000 Tonnen an Gummigranulat gingen in den Export.

30 verschiedene Zutaten

Was die energetische Nutzung von Altreifen anlangt, liegt Deutschland damit knapp unter der Quote anderer Industrienationen, wo rund 40 Prozent der Altreifen den Weg als Ersatzbrennstoff in die Zementindustrie finden. Eine sortenreinere stoffliche Verwertung von Altreifen verbot sich bisher durch das Material selbst, da Reifen ein Verbundmaterial darstellen, dessen Mischung je nach Verwendung variiert: je nachdem, ob die Reifen auf Lkw, schwere SUV, Sportwagen oder Kleinwagen montiert werden oder in Sommer oder Winter zum Einsatz kommen sollen.

Nicht nur, dass ein Reifen bis zu 16 verschiedene Kautschukmischungen enthält, wobei die Karkasse meist aus Naturkautschuk mit Styrol-Butadien-Kautschuk oder Butadien-Kautschuk besteht. Sondern manche Herstellungen verlangen auch die Beimischung von Weichmachern oder härtenden Chemikalien wie Schwefel, die Hinzunahme von Füllstoffen wie Ruß (mit ungeregeltem PAK-Gehalt), Kohlenstoff oder Kieselsäure Silica, oder neben Stahl auch die Beimengung von Polymerfasern aus Polyamid, Polyaramid, Rayon oder PET. An die 30 verschiedene Zutaten können so in einem Reifen stecken. Die Konsequenz: „Für eine hochwertige werkstoffliche Verwertung in Frischgummimischungen von Neureifen sind diese Granulate nur begrenzt geeignet“, urteilte schon 2002 das baden-württembergische Landesamt für Umweltschutz.

Die gebräuchlichste Form der Wiederverwertung besteht daher – neben der energetischen Nutzung – in der Rückgewinnung der zerkleinerten Kautschukmischungen in Form von Gummimehlen und Gummigranulaten. (Von 2015 zu 2017 stieg ihre Produktion von 203.000 auf 231.000 Tonnen.) So bietet beispielsweise die Adelmann Umwelt GmbH im unterfränkischen Karlstadt eine Vorzerkleinerung des Materials an, das in mehreren Stufen granuliert und in den drei Korngrößen < 3 Millimeter, 3 bis 8 Millimeter und 8 bis 15 Millimeter angeboten wird. Das Verfahren trennt in zwei Stufen zunächst 15 und dann bis zu 98 Prozent des Eisenanteils ab. Eine solche Granulierung ist nach Ansicht der Mülsener Rohstoff- und Handelsgesellschaft mbH – „vor dem Hintergrund steigender Rohstoffpreise und sich verknappender Rohstoffreserven“ – nicht nur wirtschaftlich sinnvoll, da die resultierenden Materialien als Zumischungen in der Gummiindustrie, als Einstreugranulate für Kunstrasen oder Rohstoff für Elastikbeläge im Sportstätten- sowie Freizeitbau und bei der Bitumenverarbeitung im Straßenbau zum Einsatz kommen. Sondern sie seien auch „eine ökologisch sinnvolle Option zur Ressourcenschonung“.

Schwieriger Absatz

Dennoch macht die vielfältige Materialzusammensetzung von Altreifen ihren Verkauf als mehr oder minder sortenreines Recyclingmaterial schwierig. Zwar verwendet die Reifenindustrie traditionell geringe Mengen an Mahlgut und Regenerat, doch verbieten die verschiedenen Gummimischungen aufgrund von Qualitäts- und damit Sicherheitsrisiken den Einsatz in Neureifen; bestenfalls finden sie Verwendung in weniger relevanten Komponenten wie Laufflächen. Auch ist der Absatzmarkt von Gummigranulaten mit niedrigem Eigenschaftsniveau für Sport- und Spielstätten weitgehend gesättigt und stellenweise rückläufig, wie die jüngste Diskussion um die Verwendung auf Kunstrasenplätzen belegt.

Zusätzlich bremst die gängige Auftragsvergabe-Praxis die Marktchancen: Obwohl Gummi-Zusätze zu Bitumen im Sommer höhere Festigkeit und im Winter mehr Elastizität versprechen, kann sich gummierter Asphalt gegenüber unmodifiziertem Bitumen nicht durchsetzen, weil die Ausschreibungen im Straßenbau eher auf einmalige Ausführung als auf längerfristige Haltbarkeit ausgerichtet sind. Vor einigen Jahren haben daher nach Einschätzung von Experten – zum Teil aufgrund falscher Investitionsentscheidungen, aber auch aufgrund von Marktentwicklungen – Granulierwerke den Betrieb eingestellt oder unwirtschaftlich weitergearbeitet. „Das ökonomische Recycling von vulkanisiertem Kautschuk, etwa von Reifen, ist ein bisher ungelöstes Problem“, bilanzierte noch im Februar 2019 Gerhard Langenberger von der Universität Hohenheim in Stuttgart. Und sinngemäß hielt auch wenige Wochen vor ihm Reinhard Danninger, Geschäftsführer der Danninger OHG Spezialtransporte, die Verwertung der anfallenden Mengen für die größte Herausforderung. Denn für deren ordnungsgemäße Behandlung kämen keine Billiglösungen infrage. „Nachdem die Zementwerke weniger werden und die Granulierbetriebe an ihre Grenzen stoßen, brauchen wir dringend neue Verwertungswege.“

An innovativen Lösungen zu diesemThema beteiligten sich 2017 Forscher am Institut für Strukturleichtbau der Technischen Hochschule Chemnitz. Sie entwickelten ein Verfahren, bei dem feinste Gummi-Mehle mit thermoplastischen Kunststoffen zu „Thermoplast-Elastomer-Compounds“ gemischt werden. Sie sind schmelzbar und können unter anderem im Spritzgießverfahren zu komplexen Bauteilen verarbeitet werden. Zudem optimierten die Chemnitzer Wissenschaftler die Aufbereitung von technischen Elastomeren. Derartige Elastomere sind Gummimaterialien für technische Anwendungen, bei deren Herstellung oft viel Ausschuss anfällt, der bis dato meist teuer entsorgt werden musste, jetzt aber wiederverwertet werden kann. „Das sortenreine Rezyklat wird wieder unter die Ausgangsstoffe gemischt und der Prozess läuft weiter“, erklärte Dr. Stefan Hoyer, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Strukturleichtbau.

Fließfähige Regenerate

Schon seit 2008 setzt Watson Brown HSM in Mahlow bei Berlin einen High Shear Mixer (HSM) ein, der sortenreine Produktionsabfälle so durchwalkt, dass fließfähige Regenerate entstehen. 2013 übernahm die REP Gruppe das Unternehmen und damit ein patentiertes Verfahren zur Entvulkanisierung von allen nicht kontaminierten Gummi-Produktionsabfällen. Da diese Wiederverwertungs­methode keine zusätzlichen chemischen Substanzen und keine hohen Temperaturen benötigt, bleiben die Eigenschaften des entvulkanisierten Gummis unverändert, welches dann wieder in die Ausgangsmischung eingebunden werden kann. Zusätzlich unterhält das Berliner Entvulkanisierungszentrum ein Labor, in dem Kunden daraufhin testen können, ob sich die Produktionsabfälle ihrer eigenen Gummimischungen entvulkanisieren und wieder in den Produktionsprozess einschleusen lassen.

Thermolyse für Koks, Ruß, Öl und Gas

Bei der Thermolyse der saarländischen Pyrum Innovations AG handelt es sich um die thermische Zerlegung von unter anderem rieselfähigen Gummi- und Kunststoffabfällen unter Sauerstoffausschluss. Als Endprodukte dieses Prozesses, in der keine Verbrennung stattfindet, entstehen Feststoffe wie Koks, Industieruß und Füllgut, Thermolyse-Öl von unterschiedlicher Dichte und Zusammensetzung sowie Permanentgas. Je nach Temperaturregelung bestehen Möglichkeiten, die Zusammensetzung von Thermolyse-Dämpfen sowie Thermolyse-Koks zu verändern. Nach Angaben des Unternehmens stellt das Verfahren „prinzipiell eine sichere und hochverzinsliche Investition mit einem Return of Invest von bis zu 25 Prozent da“.

Ultimativ: ‚Cradle-to-Cradle‘-Recycling

Genan gilt als der weltweit größte Altreifen-Recycler und verarbeitet pro Jahr rund 375.000 Tonnen in seinen Werken in Oranienburg, Dorsten und Kammlach (Deutschland), Viborg (Dänemark) und Houston (USA). Das Unternehmen bietet eine umfangreiche Palette von im Warmmahlverfahren gewonnenen Granulaten und Pulvern mit Korngrößen von 0,2 bis 6 Millimeter an. Aber Genan geht noch einen Schritt weiter: Seine Produkte seien praktisch frei von Fremdstoffen, enthielten nur einen zu vernachlässigenden Anteil an Staub und würden garantiert nicht mehr als 100 Gramm pro Tonne an Verunreinigungen einschließen, typischerweise lediglich 50 Gramm pro Tonne. Das in einer kryogenen Anlage produzierte, ultrafeine Gummipulver von 40 bis 200 Mesh werde ebenso wie devulkanisiertes Gummi heute von Reifenherstellern verwendet und ersetze einen Teil des Neugummis in der Gummimischung. Genan arbeite daher eng mit der Reifenindustrie zusammen, „um dieses ultimative ‚Cradle-to-Cradle‘-Recycling Realität werden zu lassen“.

1.000 weitere Black Carbon-Anlagen geplant

Im niederländischen Nederweert steht eine Anlage der Dutch Green Carbon, einem Joint Venture von Black Bear Carbon B.V. und Kargro Recycling. Black Bear hat ein Karbonisierungsverfahren für Altreifen entwickelt, deren Gummi unter Abwesenheit von Sauerstoff in Moleküle aufgeschlüsselt wird, die als Gas austreten und eine solide Kohle zurücklassen, die hochwertigen Reifenruß enthält. Er wird de-agglomeriert, zu Pellets verarbeitet und steht nach der Trocknung als fertiges Carbon Black zur Herstellung neuer Reifen zur Verfügung. Das Verfahren ist das erste weltweit Cradle-to-Crade-zertifizierte für Reifenruß.

Kargo Recycling hingegen ist nach eigener Darstellung das erste Unternehmen, das den bislang unumkehrbaren Vulkanisierungsprozess mit einem neuen Verfahren praktisch rückgängig macht und weltweit wiedergewonnenes Primärgummi in Spitzenqualität produziert. Das entvulkanisierte Gummi ist ein wiederverwendbares Polymer, das für neue Gummimischungen eingesetzt werden kann. Die Pilotanlage der Dutch Green Carbon im industriellen Maßstab ist für die Verarbeitung von einer Million Altreifen pro Jahr ausgelegt: Sie soll 5.000 Tonnen an Industrieruß, 5.000 Tonnen von Biokraftstoff, 3.000 Tonnen Stahl und eine Megawattstunde erneuerbarer Energie produzieren.

Das Unternehmen plant, in Kooperation mit lokalen Partnern über 1.000 weitere Anlagen dieser Art weltweit zu initiieren und so den globalen Ölkonsum um 215 Barrel Öl zu reduzieren.

Inwieweit diese Ansätze und Verfahren Anklang im Markt finden und wirtschaftlich tragfähig sind, wird die Zukunft weisen. Doch schon jetzt ist abzusehen, dass sich die Prognose von Reinhard Danninger zu bewahrheiten scheint: „Für die Zukunft sehe ich eine Erweiterung der stofflichen Verwertung; die energetische Verwertung wird nach und nach zurückgehen.“ 2017 gingen zum ersten Mal seit Jahren weniger Altreifen zur Verbrennung in die Zementindustrie als ins Recycling.

(EU-Recycling 10/2019, Seite 17, Foto: O. Kürth)