Yokogawa Solution Service und Microwave Chemical schließen Entwicklungsabkommen für den Bau eines dezentralen Chemikalienrecycling-Systems

Hintergrund

Nach Angaben der Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (OECD) wurden 2019 weltweit 353 Millionen Tonnen Kunststoffabfälle produziert, mehr als doppelt so viel wie im Jahr 2000 (156 Millionen Tonnen), und nur 9 % davon werden recycelt². Daher sind weitere Initiativen erforderlich, wenn eine Kreislaufwirtschaft erreicht werden soll.

Das chemische Recycling, bei dem gebrauchte Ressourcen chemisch verarbeitet und auf molekularer Ebene aufgespalten werden, um sie in den Zustand eines Rohmaterials zurückzuversetzen, ist eine hervorragende Methode, um Materialien wiederholt zu recyceln, selbst wenn sie verunreinigt sind. Was das chemische Recycling von Kunststoffabfällen betrifft, so untersuchen die großen Chemiehersteller und andere Unternehmen in Japan und Übersee vor allem große, zentralisierte Verarbeitungsanlagen mit Kapazitäten von mehreren tausend bis zehntausend Tonnen. Während diese Anlagen große Mengen an Kunststoffabfällen effizient verarbeiten können, ist der Transport dieser Materialien aus entlegenen Gebieten aufgrund ihres geringen spezifischen Gewichts und der schlechten Transporteffizienz pro Gewichtseinheit kostspielig und eine Quelle von CO2-Emissionen.

Um dieses Problem zu lösen, werden Yokogawa Solution Service und Microwave Chemical ein dezentrales chemisches Recyclingsystem in kleinem Maßstab entwickeln, sodass entsorgte Kunststoffe in der Nähe ihres Entstehungsortes abgebaut und verarbeitet werden können. Das Herzstück dieses Systems ist ein Reaktor, in dem entsorgter Kunststoff durch Mikrowellenerwärmung aufgespalten wird.

Die chemische Recyclingtechnologie PlaWave von Microwave Chemical nutzt Mikrowellen, um ausrangierte Kunststoffe direkt zu erwärmen und so den Prozess des Aufschlusses und der Verarbeitung dieser Materialien zu beschleunigen. Dies spart Energie und ist für den Einsatz in kleinem Maßstab geeignet. Mit dem Schwerpunkt auf Messung, Steuerung und Information bietet der Yokogawa Solution Service Produktionssteuerungssysteme, Instrumente und andere Lösungen, die einen hocheffizienten und sicheren Betrieb in allen Arten von Anlagen ermöglichen. Im Mittelpunkt der Lösung für diese Anwendung steht ein Energiemanagementsystem, das den Betrieb durch Vorhersage des Energiebedarfs optimieren kann.

Seit August 2022 untersuchen die beiden Unternehmen in einer Versuchsanlage für chemisches Recycling die Möglichkeiten zur Verbesserung der Ausbeute, der Betriebsrate und der Energieeffizienz eines Verfahrens, bei dem Mikrowellen eingesetzt werden – mit dem Ziel, Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP) thermisch zu spalten und in Öl umzuwandeln. Sie haben die Machbarkeit dieses Prozesses und die Methoden zur Umsetzung überprüft. Auf der Grundlage der erzielten Ergebnisse schlossen die Unternehmen im September die Vereinbarung.

Details

Microwave Chemical wird die Kernapparatur für das dezentrale chemische Recyclingsystem entwickeln, das über eine integrierte Funktion zur kontinuierlichen thermischen Zersetzung von PE, PP und PS (Polystyrol) verfügt. Yokogawa Solution Service wird Messmethoden zur Überwachung des Zustands des thermischen Zersetzungsprozesses und zur Durchführung von Komponentenanalysen und -abschätzungen in Echtzeit untersuchen. Durch den Einsatz von Modellierungstechnologien will die Yokogawa Solution Service die kontinuierliche Steuerung des thermischen Zersetzungsprozesses in dieser Kernapparatur automatisieren und damit diesen Prozess optimieren. Um eine CO2-neutrale Rückgewinnung von Ressourcen zu ermöglichen, indem erneuerbare Energien als Energiequelle für diesen Kernapparat genutzt werden, wird Yokogawa Solution Service ein EMS und ein Stromverfolgungssystem entwickeln und bereitstellen. Über die Cloud werden Daten von diesen Systemen über den Betriebsstatus und den Zustand dieses Kerngeräts kontinuierlich erfasst und analysiert, um Verbesserungen vorzunehmen und die Wartungskosten zu senken.

Bis 2024 sollen Prototypen entwickelt werden, die die Bedürfnisse der Nutzer berücksichtigen und die Funktionen und Spezifikationen festschreiben. 2025 wird dann das kommerziell verteilte Chemikalienrecyclingsystem in kleinem Maßstab entwickelt, das ein Jahr später auf den Markt gebracht werden soll.

Parallel dazu wollen Yokogawa Solution Service und Microwave Chemical ein Konsortium mit Einzelhändlern, Chemikalienherstellern, Ölgesellschaften und anderen Organisationen bilden, die an Prozessen beteiligt sind, die von der Rückgewinnung und dem Transport von entsorgten Kunststoffen bis hin zur Raffination, Repolymerisation und dem Vertrieb von recycelten Rohstoffen reichen. Durch die Zusammenarbeit mit allen Beteiligten dieser Versorgungskette und die gemeinsame Nutzung von Anlagen wie diesem cloudbasierten dezentralen Chemikalienrecyclingsystem soll eine CO2-neutrale Gesellschaft erreicht werden.

¹ Mikrowellen sind eine Form der elektromagnetischen Strahlung, die sich über Veränderungen in elektrischen und magnetischen Feldern ausbreitet. Ihr Frequenzbereich reicht von 300 MHz bis 300 GHz, und ihre Wellenlänge liegt zwischen einem Meter und einem Millimeter (mm).

² OECD (2022), Globaler Ausblick auf Kunststoffe: Economic Drivers, Environmental Impacts and Policy Options, OECD Publishing, Paris, https://doi.org/10.1787/de747aef-en.

Über Microwave Chemical Co. Ltd.

Microwave Chemical wurde im August 2007 gegründet und ist das erste Unternehmen der Welt, das erfolgreich ein Herstellungsverfahren unter Verwendung von Mikrowellen kommerzialisiert hat. Das Unternehmen beschäftigt 64 Mitarbeiter und entwickelt und liefert auf der Grundlage seiner Mikrowellen-Technologieplattform ein umfassendes Angebot an Mikrowellenlösungen für die Probleme seiner Entwicklungspartner aus vielen Branchen. Der Umsatz von Microwave Chemical beläuft sich auf 1,215 Milliarden JPY (Ergebnis für das Geschäftsjahr 2022).

https://mwcc.jp/en/

Über Yokogawa Solution Service Corporation

Yokogawa Solution Service wurde im April 2013 durch die Integration der inländischen Vertriebs-, Engineering-, Wartungs- und Serviceaktivitäten des Yokogawa-Steuerungsgeschäfts mit insgesamt 2.572 Mitarbeitern und einem Umsatz von 105,7 Milliarden Euro (im Geschäftsjahr 2022) gegründet. Das Geschäft umfasst den Verkauf, die Wartung, den Bau von elektrischen Instrumenten, die Bereitstellung von Gesamtlösungen und die Entwicklung von Steuer- und Messgeräten für ein breites Spektrum von Industriekunden.

https://www.yokogawa.com/yjp/