IKV: Sie sind bereits seit über 25 Jahren Lehrbeauftragter am IKV. Inwiefern unterscheidet sich die Aufgabe, die jetzt neu auf Sie zukommt, von Ihrer bisherigen Tätigkeit am IKV?

Grefenstein: Bei der neuen Aufgabe geht es neben der Lehre auch darum, die Forschung im Bereich Recycling noch weiter voranzutreiben. Wir sind zurzeit als Kunststoffbranche beispiellosen Herausforderungen ausgesetzt, etwa durch die neue EU-Verpackungsrichtlinie. Wir müssen daher in jedem Fall mehr recyceln und auch hochwertiger recyceln. Das IKV hat dieses Thema in mehreren Gemeinschaftsforschungsprojekten schon adressiert. Dennoch sehe ich ein weiterhin großes Potenzial im Bereich Advanced Mechanical Recycling, um Material wieder auf Neuware-Niveau oder zumindest nah am Neuware-Niveau zu recyceln. Ganz ehrlich: Die heutigen Rezyklate sind in anspruchsvollen Anwendungen wie Lebensmittel- oder Pharmaverpackungen noch viel zu weit weg von den meisten Anforderungsprofilen. Und wer, wenn nicht Europas größtes Kunststoffinstitut, sollte solche neuen Recyclingverfahren untersuchen?

IKV: Die Kunststoff-Kreislaufwirtschaft ist ein breit gefächertes Thema. Die einen fokussieren Vermeidung von Mikroplastik in der Umwelt, die anderen untersuchen globale Stoffströme. Dann gibt es Fachleute, die sich mit den gesetzlichen Vorgaben auseinandersetzen. Sie haben gerade das Advanced Mechanical Recycling als einen Bereich angesprochen, mit dem Sie sich intensiv befassen. Gibt es daneben noch andere Themenfelder, die Sie in den Fokus Ihrer Arbeit rücken?

Grefenstein: Neben der Weiterentwicklung von Recyclingtechnologien setze ich mich dafür ein, dass die Vertreter der Kunststoffbranche mit einer Zunge sprechen. Als Chairman von EuPC, dem europäischen Verband der Kunststoffverarbeiter in Brüssel, beobachte ich, dass sich die Kunststoffbranche genau damit schwertut. Die Recycler-, Converter- und Rohstoffherstellerverbände haben in der Vergangenheit zum Teil sehr unterschiedliche Botschaften ausgesandt. Wir sind da zwar langsam zusammengekommen, aber es gibt zum Teil immer noch unterschiedliche Sichtweisen, z. B. in Hinblick auf die neuen Normen, die definieren sollen: Was ist denn recyclingfähig? Klar ist, dass ein Unternehmen, das einen potenziell nicht recyclingfähigen Werkstoff herstellt, mitunter andere Interessen verfolgt als die Kunststoffbranche insgesamt anstreben sollte. Und die Aufgabe eines neutralen Instituts sollte es hier sein, auf wissenschaftlicher Basis zu ermitteln, was denn wirklich das Recycling stört, auch wenn es dann für manche Industrieunternehmen eine unbequeme Botschaft ist.

IKV: Sehen Sie es auch als Aufgabe des IKV an, zwischen den verschiedenen Interessensgruppen zu vermitteln?

Grefenstein: Auch zu vermitteln, ganz klar. Es gibt bei uns in der Branche einige wenige, die vor ein paar Jahren noch gesagt haben: Die neuen Recyclingtechnologien lösen alles, wir machen einfach so weiter wie bisher. Mittlerweile hat die Mehrzahl der Unternehmen erkannt, dass wir neben besseren Recyclingtechnologien auch ein anspruchsvolles Design-for-Recycling brauchen. Das heißt, es ist mittlerweile weitgehend unstrittig, dass wir Monomaterial-Konzepte brauchen, also einen Hauptwerkstoff und so wenig wie möglich „Störstoffe“. Die Produzenten dieser Stoffe, die das Recycling erschweren, sehen das vielleicht ein bisschen anders, aber man muss da ganz ehrlich sein.

„Wir brauchen bessere Recyclingtechnologien und konsequentes Design-for-Recycling“

IKV: Leidet die Branche unter dem Kostendruck? Man kann sicherlich die Qualität steigern, aber umso teurer wird das Recycling und der Einsatz der Rezyklate – oder nicht?

Grefenstein: Das ist aktuell genau das Problem. Wenn wir wirklich qualitativ hochwertige Rezyklate zu vertretbaren Kosten haben wollen, dann brauchen wir beides: bessere Recyclingtechnologien und konsequentes Design-for-Recycling.

IKV: In der Vergangenheit hat es immer wieder Perioden gegeben, in denen das Thema Kreislaufwirtschaft an Bedeutung gewonnen hat. Das Interesse daran ist aber auch dann wieder abgeflacht. Was stimmt Sie optimistisch, dass die gegenwärtige Aufmerksamkeit für die Kreislaufwirtschaft, die sich nicht nur in der Forschung, sondern auch branchenweit, in der Fachpresse und in der allgemeinen öffentlichen Diskussion manifestiert, nachhaltiger ist und zu realen, wirksamen Veränderungen führen wird?

Grefenstein: Wir haben Grund zum Optimismus, weil die Mehrheit eine EU-einheitliche Regulation haben möchte, d. h. eine verbindliche Gesetzgebung und keine unverbindliche Direktive, wie es z. B. die Single Use Plastics Directive war. Das, was die Industrie und eine effektive Kreislaufwirtschaft heute am meisten stören würde, wäre ein europäischer Flickenteppich. Wenn wir es schaffen, in Europa wirklich verbindliche, einheitliche Standards zu schaffen – denn die Physik ist in Deutschland und Belgien nicht unterschiedlich –, dann kann das auch zu einem Exportschlager werden. Länder wie Indien, Indonesien und China beobachten uns dahingehend ganz genau. Weiter stimmt mich optimistisch, dass die Kunststoffbranche seit Jahren unter so hohem Druck steht, dass sich Dinge bewegt haben, die vorher so nicht denkbar gewesen wären. Allerdings müssen wir diesen Weg konsequent weitergehen. Und auch andere Werkstoffe wie die Papierverbunde müssen mitziehen. Bei den Designstandards für das Papierrecycling etwa wird noch zu viel akzeptiert. Papiere im Supermarkt, die das Füllgut gegen Sauerstoff und Wasserdampf schützen, beinhalten immer Kunststoffe, deshalb ist der Claim „plastikfrei“ wissenschaftlich unhaltbar. Die Konsequenz davon: Wenn ich eine Papierverpackung in den Wald werfe, dann habe ich Mikroplastik im Wald.

IKV: Wenn Sie die Möglichkeit hätten, eine neue gesetzliche Vorgabe zu formulieren und sofort umzusetzen, welche Stoßrichtung würde sie haben?

Grefenstein: In der Verpackungsrichtlinie gibt es einige Passagen, in denen Kunststoff im Vergleich zu anderen Materialien diskriminiert wird. Um ein Beispiel zu nennen: Verbindliche Quoten für den Rezyklateinsatz gibt es dort nur für Kunststoffe. Hier würde ich mir vom Gesetzgeber mehr Materialneutralität wünschen. Darüber hinaus: Die Verpackungsrichtlinie wird ja nicht definieren, was recycelbar ist, sondern auf europäische Normen verweisen. Ich würde mir wünschen, dass diese europäischen Normen gleichzeitig ambitioniert sind und andererseits auch so realistisch, dass sie für die Industrie erfüllbar sind. Darum wird zurzeit gerungen, und da wünsche ich denen, die in den Gremien sitzen, viel Weisheit.

IKV: Im Moment sind Rezyklate teuer, d. h., wenn man im Sinne der Kreislaufwirtschaft handeln will, zahlt man drauf, wenn man gleichzeitig den Standard halten will. Was muss sich ändern, damit man damit Geld verdienen kann?

Grefenstein: Ich kenne Recyclingunternehmen, die heute schon sehr profitabel arbeiten. Ich kenne aber auch Recyclingunternehmen, die aus unterschiedlichen Gründen in Schwierigkeiten geraten sind – insbesondere in Phasen, in denen der Virgin-Kunststoffpreis runtergeht, aber das Rezyklat mehr oder weniger die gleichen Herstellungskosten hat. Diejenigen aber, die heute schon mit fortschrittlichen Recyclingmethoden arbeiten, können trotz eines schwierigen Gesamtumfelds gutes Geld verdienen. Das stimmt mich optimistisch, dass das Recycling auch in Zukunft ein interessantes Geschäftsmodell sein wird – nicht nur für die Recycler selbst, sondern auch für die Recycling-Maschinenbauer, die ja auch meist zentraleuropäische Unternehmen sind.

IKV: Wenn Kreislaufwirtschaft das erklärte Ziel ist, kann man dann die Entwicklung den Marktmechanismen überlassen oder braucht es eine Steuerung durch die Politik? Denn Neuware ist ja meist günstiger als Rezyklat.

Grefenstein: Das ist nicht absolut richtig, denn Rezyklate sind nicht per se teurer als Neuware. Gerade mechanisch hergestellte Rezyklate sind in der Regel günstiger als Neuware, aber von den Eigenschaften her deutlich schlechter, sie haben Stippen, etc. Je näher Rezyklate aber an Neuware-Niveau kommen, umso teurer werden sie. Und dann kommen wir ganz schnell an den Punkt, wo sie teurer als Neuware sind. Und reden wir jetzt mal über chemisches Recycling, durch das ich exakt die Eigenschaften von Neuware erzielen kann. Das ist deutlich teurer, allein deshalb, weil es ein hochenergetischer Prozess ist. Beim Advanced Mechanical Recycling sehe ich dagegen das Potenzial, Rezyklate auf Neuware-Preisniveau herzustellen, sodass es für die Konverter preisgleich ist. Und ja, das muss das Ziel sein.

IKV: Am IKV wird das Thema Kreislaufwirtschaft immer eng mit dem Thema Digitalisierung verknüpft. Ist es so, dass sich diese beiden Forschungsbereiche gerade gegenseitig befeuern, also dass die Digitalisierung neue Methoden liefert und damit die Kreislaufwirtschaft auf ein neues Level hebt? Vielleicht kommen da gerade zwei Dinge zusammen, die tatsächlich eine Sprunginnovation bewirken können, die vor 20 Jahren noch gar nicht denkbar gewesen wäre?

Grefenstein: Ja, Digitalisierung wird definitiv eine Rolle spielen. Mit den heutigen modernen Sortiertechnologien kann man verschiedene Kunststoffarten durch eine einfache Spektroskopie leicht voneinander trennen. Was man aber nicht kann, ist Lebensmittelverpackungen von Nicht-Lebensmittelverpackungen zu trennen und damit Food-Grades oder potenzielle Food-Grades von Non-Food-Grades zu trennen, denn man sieht es dem Material physikalisch nicht an. Moderne Bildverarbeitungstechnologien können aber sehr wohl erkennen, ob das beispielsweise ein Joghurtbecher ist oder ein Farbeimer. Das ist ein Beispiel, was definitiv kommen wird, da sind sich eigentlich alle Fachleute einig. Andere wiederum gehen sogar so weit, jedem Produkt einen digitalen Produktpass mitzugeben, wo genau drinsteht, woraus es aufgebaut ist. Ob wir jemals so weit kommen und auch kommen müssen, steht für mich noch ein bisschen in Frage. Denn dann müssten wir teilweise ja auch ein geschütztes Know-how von Unternehmen in der Wertschöpfungskette preisgeben. Wie das gemacht wird, ohne Betriebsgeheimnisse zu verraten, ist noch eine Herausforderung.

Kunststoffrecycling wird noch zu wenig erforscht

IKV: Inwiefern würden Sie die These unterstützen, dass es in der Forschung ausreichend viele und gute Ansätze gibt, um eine funktionale Kreislaufwirtschaft zu realisieren, dass es aber an der Umsetzung in die Praxis hapert?

Grefenstein: Meiner Einschätzung wird das Thema Kunststoffrecycling von vielen Forschungsinstituten bisher noch zu wenig bearbeitet. Es gibt zwar Institute, die sich beispielsweise um Themen wie Lebensmittelrecht kümmern, also darum, wie man Rezyklate lebensmitteltauglich machen kann. Man untersucht das Thema sozusagen aus der Freigabeperspektive. Aber Forschung an Recyclingaggregaten, Recyclingmaschinen, neuen Recyclingkonzepten findet zurzeit im universitären Bereich, außer in ersten Ansätzen am IKV, kaum statt. Und hier liegt genau die Aufgabe, die das IKV mit seiner Tradition der Kunststoffverarbeitungsmaschine noch verstärkter aufgreifen wird. Die zum Teil noch sehr neuen Entwicklungen und Verfahren werden maßgeblich von kleineren Start-ups vorangetrieben. Dabei halte ich es für eine wesentliche Aufgabe des IKV, auf einer wissenschaftlich neutralen Basis zu untersuchen und zu bewerten, was die neuen Verfahren leisten können und was nicht.

IKV: Wenn Sie zurückblicken, gibt es für Sie besondere Meilensteine in der Entwicklung des Kunststoffrecyclings?

Grefenstein: Mitte der 90er Jahre, in meiner Zeit als Abteilungsleiter in der Extrusion, waren wir mit Forschungsarbeiten für das Umweltbundesamt sowohl zum mechanischen Recycling als auch zum chemischen Recycling beschäftigt, was damals auch auf Initiative von Professor Menges als sogenannte degradative Extrusion ins Leben gerufen wurde. Einer meiner Kollegen forschte damals auf diesem Gebiet, und wir haben erkannt, dass z. B. beim chemischen Recycling eine wilde Mixtur aus verschiedenen Kunststoffen deutlich geringere Ausbeuten hat, als beispielsweise ein reines Polyolefingemisch. Solche Erkenntnisse sind schon Jahrzehnte alt. Das chemische Recycling hat sich aber dann, wie wir alle wissen, beim grünen Punkt nicht durchgesetzt, da es schon Verträge mit den mechanischen Recyclern gab. Als ich dann 1996 bei BASF angefangen habe, stand bei uns in der Anwendungstechnik eine große Pilotanlage zum chemischen Recycling. BASF war damals schon willens zu investieren, wir haben aber nicht die notwendige Mengenzusage vom grünen Punkt bekommen können, weil die Verträge mit dem mechanischen Recycling schon abgeschlossen waren. Jahrelang habe ich meinen Studierenden sagen müssen: Chemisches Recycling hat sich nicht durchgesetzt. In der Vorlesung habe ich es nur der Vollständigkeit halber erwähnt. Vor fünf Jahren habe ich dann von chemischen Recyclingunternehmen erfahren, dass sie genau das Extruderverfahren, was wir im IKV damals erforscht haben, eingesetzt haben. Manche Dinge, so zeigt sich hier, benötigen einfach Zeit.

IKV: Inzwischen herrscht ja ohnehin die Meinung vor, dass man alle Recyclingverfahren – sowohl mechanisch als auch chemisch – parallel einsetzen sollte.

Grefenstein: Genau. Und es kommen auch ständig neue Verfahren und neue Ideen hinzu. Ich bin davon überzeugt, wenn man den Leuten mit der Verpackungsrichtlinie herausfordernde Ziele setzt, dann wird mit Sicherheit auch die Kreativität da sein, um die Probleme zu lösen. Damit will ich noch auf einen letzten Punkt zu sprechen kommen, der mit Sicherheit auch irgendwo zu meinen Aufgaben gehören wird: Denn auch das IKV hat ja Probleme mit dem Nachwuchs.

IKV: Sie sprechen auf die rückläufigen Studierendenzahlen im Maschinenbau und in der Kunststofftechnik an?

Grefenstein: Ja. Da ist es wichtig, dass man den Leuten schon im Bachelorstudium vermittelt, dass Kunststoff nicht „böse“ ist, sondern große Chancen bietet. Als jemand, der für ein Unternehmen arbeitet, das mit mehreren Werkstoffen umgeht, kann ich nur feststellen: Im Hinblick auf die Ökobilanzen muss sich Kunststoff nicht hinter anderen Werkstoffen verstecken, allein schon deshalb, weil ich damit im Vergleich zu anderen Materialien mit dem geringsten Verpackungsgewicht pro Kilogramm Füllgut abpacken kann. Das heißt, wenn die Politik es ernst damit meint, Verpackungen zu reduzieren, dann geht das nicht ohne Kunststoff, sondern nur mit Kunststoff – aber intelligenter als bisher.

Problemorientierter Blick auf Kunststoffe

IKV: Ja, der Blick der Öffentlichkeit ist einseitig auf die Probleme gerichtet, die Kunststoffe verursachen, wenn sie in die Ökosysteme gelangen. Auf der anderen Seite werden die Potenziale der Kunststoffe zu wenig wahrgenommen – gerade im Hinblick auf die Kreislaufwirtschaft.

Grefenstein: Das ist genau das Thema. Ein Beispiel: Das Unternehmen Constantia, für das ich ja weiterhin tätig bin, hat mehrere Standorte in Indien. Indien ist das erste Land, wo wir unser Monomaterial-Konzept eingeführt haben, bei dem auch anspruchsvolle Hochbarriere- und Höchstbarriere-Verpackungen hauptsächlich aus dem Werkstoff Polyethylen bestehen. Wir haben festgestellt, dass dort die Wastepicker nur das sammeln, was einen Wert hat, z. B. Polyesterflaschen oder Milchtüten aus Polyethylen. Früher gab es auch in Europa solche Polyethylenbeutel, bevor sie durch die Tetrapacks abgelöst wurden. Sie konnten sich damals nicht durchsetzen, weil die Kunststoffe noch nicht gut genug waren und die Tüten oft geplatzt sind. Aber mit dem heutigen Metallocen-Polyethylen haben wir diese Probleme nicht mehr. Es wird in Indien eingesetzt und die Wastepicker sammeln es sogar auf. Das hat uns zu dem Schluss gebracht: „Hey, wenn wir das Zeug vom Strand weghaben wollen, müssen wir ihm einen Wert geben, also muss es Monomaterial werden.“ Und es muss auch mit nicht ganz so fortschrittlichen mechanischen Recyclingmethoden verarbeitbar sein, weil nämlich so ein Recyclingextruder, der in einem Schwellenland steht, ein bisschen anders aussehen kann als die modernen Maschinen hier in Europa. 

IKV: Ein anschauliches Beispiel, wie Kreislaufwirtschaft durch den Einsatz von Monomaterialien in Gang gebracht werden kann. Aber nochmal zum Nachwuchsproblem am IKV: Ich glaube nicht, dass Studierende so naiv sind zu denken, dass Kunststoff „böse“ ist, gerade wenn die Studierenden – wie hier in Aachen – aus dem Bereich Maschinenbau kommen und sich erst später im Studium für diese Fachrichtung entscheiden können. Trotzdem stellen wir fest, dass es oft die Anwendung ist, die entscheidet, ob ein Interesse für Kunststoffe geweckt wird oder nicht: Unsere Veranstaltungen zur Medizintechnik sind beispielsweise rappelvoll, weil in diesem Kontext nicht in Zweifel gestellt wird, ob die Verwendung von Kunststoff richtig und angebracht ist. Beim Thema Verpackung ist das anders.

Grefenstein: Ich kann nur betonen: Jeder junge Mensch, der ein technisches Talent hat und dem die Umwelt am Herzen liegt, ist gut beraten, in die Kunststoff- und auch gerade in die Verpackungsbranche zu gehen. Weil wir die riesigen Herausforderungen nur mit der Kreativität der jungen Leute hinkriegen werden. Dafür brauchen wir mehr Nachwuchs zur Lösung der aktuell spannenden Aufgaben. Ich glaube auch, dass die große Mehrzahl der Unternehmen inzwischen eine wirklich ernst gemeinte Nachhaltigkeitsstrategie verfolgt. Das muss man den jungen Leuten vermitteln. Mittelfristig werden gerade diejenigen Unternehmen ein großes Nachwuchsproblem bekommen, die nur ganz oberflächlich ein bisschen Greenwashing betreiben.

IKV: Was reizt Sie besonders an Ihrer neuen Aufgabe am IKV?

Grefenstein: Also, ganz ehrlich, als im Gespräch mit Christian Hopmann die Idee entstanden ist, dass ich in der Industrie ein bisschen kürzertrete, um dafür mehr Zeit hier am IKV zu investieren, hat mich das sehr gereizt. Auch deshalb, weil ich persönlich dem Institut als Ausbildungsstätte viel zu verdanken habe. Ich habe es nie bereut, hier studiert zu haben und kann das den jungen Leuten nur empfehlen.

IKV: Heißt das für Sie jetzt auch, wieder mehr wissenschaftlich zu arbeiten?

Grefenstein: Ja unbedingt, und darauf freue ich mich.

Das Gespräch führte das IKV.

Bild ganz oben: Prof. Dr.-Ing. Achim Grefenstein will in seiner neuen Position viel bewegen. Foto: IKV