Autoreifen in die globale Kreislaufwirtschaft rollen

Aug 01, 2023

Stellen Sie sich einen Haufen von einer Milliarde Fahrzeugreifen vor, die über Ihnen aufragen, die Gesamtzahl, die die Menschheit in nur einem Jahr wegwirft – abgenutzte Reifen, die auf Mülldeponien geworfen, verbrannt werden oder die Landschaft verunreinigen.

Das ist zwar ein optisch beunruhigendes Bild, aber der Schaden, den Reifen anrichten, beginnt dort, wo sie herkommen: Aktuelle und zukünftige Autoflotten hinterlassen eine Umweltspur, die sich von tropischen Regenwäldern über Kautschukplantagen bis hin zu Straßenrändern auf der ganzen Welt, entlang von Wasserstraßen und sogar in die Atmosphäre erstreckt – mit globalen Auswirkungen Biodiversität und menschliche Gesundheit.

Experten sagen, dass die Anwendung eines Kreislaufwirtschaftsmodells auf die Reifenproduktion und -entsorgung den enormen Ressourcenbedarf begrenzen und gleichzeitig diesen weltweit problematischen Abfallstrom wieder in wertvolle Materialien umwandeln könnte.

Unabhängig von der Lösung bedeutet die komplexe Zusammensetzung eines durchschnittlichen Reifens, der mehr als 400 Chemikalien und Verbindungen enthält, dass es für dieses hartnäckige Problem keine Allheilmittellösung gibt.

Reifen beginnen ihre Lebensreise typischerweise in den Tropen, wo Kautschuk überwiegend von Kleinbauern auf Monokulturplantagen produziert wird. Aktuelle Produktionsmethoden bergen das Risiko einer anhaltenden Entwaldung und einer Schädigung der Artenvielfalt sowie unsicherer Lebensgrundlagen der Landwirte. Etwa 70 % des weltweiten Naturkautschuks landen in Autoreifen, der Großteil davon stammt aus tropischen Ländern wie Thailand, Indonesien und Malaysia.

Doch Naturkautschuk ist nur ein Bestandteil eines modernen Reifens. Wie die Autos, in die sie eingebaut werden, sind Reifen Verbundprodukte aus Stahl und Hunderten von Chemikalien und Verbindungen, die ihnen Haltbarkeit und Festigkeit verleihen.

Experten zufolge ist es kompliziert, die Umweltauswirkungen von Reifen zu ermitteln, was zum Teil auf diese Komplexität und auch auf den Mangel an öffentlich zugänglichen Daten zu Reifeninhaltsstoffen zurückzuführen ist.

Bekannt ist, dass Reifeneinwirkungen weit verbreitet sind: Das Rollen auf Straßen zermürbt sie und setzt überall Mikroplastikpartikel frei – was sie laut Untersuchungen heute zu den häufigsten Schadstoffen in den Ozeanen der Erde macht.

„Wir wissen genug, um sagen zu können, dass es sich möglicherweise um das größte und möglicherweise am wenigsten verstandene Umweltproblem im Zusammenhang mit dem Transport handelt“, sagt Nick Molden, CEO von Emissions Analytics, einem Unternehmen, das sich mit der Erforschung des Reifenverschleißes beschäftigt.

Mancher Reifenabfall ist tödlich. Als besonders besorgniserregend wurde beispielsweise ein Reifenadditiv namens 6PPD identifiziert. Das Massensterben des Koho-Lachs im pazifischen Nordwesten der USA wurde mit dem Reifenverschleiß durch chemische Verschmutzung in Form dieses Antioxidans in Verbindung gebracht.

Beim Schutz der Reifen wandelt sich 6PPD in 6PPD-Chinon um, eine hochgiftige Chemikalie. Edward Kolodziej, der das Team leitete, das die Entdeckung machte, und Forscher an der University of Washington Tacoma, beschreibt 6PPD-Chinon als möglicherweise eine der giftigsten Substanzen, die für Wasserlebewesen bekannt sind.

Seit seiner Entdeckung haben Forscher 6PPD und 6PPD-Chinon in Süß- und Salzwasser, Meeressedimenten, Luft, Boden und menschlichem Urin gefunden; Dennoch sind die allgemeinen ökologischen und gesundheitlichen Auswirkungen noch unbekannt. Bei vielen anderen Reifenchemikalien mangelt es an ausreichenden Risikostudien.

Mit Chemikalien beladene Reifen stellen am Ende ihrer Lebensdauer ein ernstes Problem bei der Abfallentsorgung dar. Sie zu deponieren ist keine Lösung; Unabhängig davon, wo sie entsorgt werden, werden haufenweise alternde Reifen zu einer Quelle der Verschmutzung, wenn sie zerfallen und Giftstoffe in Böden und Grundwasserleiter auslaugen. Durch das Verbrennen von Reifen, eine weitere gängige Praxis, wird diese giftige Belastung lediglich von Böden und Gewässern in den Himmel übertragen. Untersuchungen zeigen, dass bei offener Verbrennung Kohlenmonoxid, Stickstoffdioxid, Schwefeldioxid, Feinstaub und andere Verbindungen in potenziell schädlichen Mengen freigesetzt werden können, was ein Risiko für die menschliche Gesundheit darstellt.

Im Kern zielt die Kreislaufwirtschaft darauf ab, Materialien in geschlossenen Kreisläufen zu reduzieren, wiederzuverwenden und zu recyceln, wobei das Endziel Null Abfall ist. Laut Analysten sind Reifen die besten Kandidaten für die Kreislaufwirtschaft, denn wenn sie weggeworfen werden, behalten sie eine Fülle nützlicher Materialien. Aber an diese Materialien zu kommen, sie zu verarbeiten und damit Gewinn zu machen, ist eine große Herausforderung.

„Erfolgreiche ELT-Managementsysteme (End-of-Life-Reifen) … fördern den Materialkreislauf … und verhindern das unkontrollierte Abladen von Reifen“, sagt Gavin Whitmore, leitender Kommunikationsmanager beim Tire Industry Project (TIP), einer Gruppe, zu der einige gehören der größten Reifenhersteller der Welt.

Aber die ELT-Erholung ist heute völlig unzureichend. In einem TIP-Bericht aus dem Jahr 2019 wurde festgestellt, dass in 45 untersuchten Ländern nur 42 % der Altreifen für die Materialrückgewinnung und 15 % für die Energierückgewinnung verwendet wurden. Zu den gängigen Managementoptionen gehört das Zerkleinern von Reifen in kleine Gummipellets zur Verwendung als Baufüller, in gummimodifiziertem Asphalt oder auf künstlichen Sportplätzen.

Millionen Altreifen werden zu alternativer Energie, sogenanntem Reifenbrennstoff, und in Öfen zur Herstellung von Zement, Stahl, Zellstoff und Papier verbrannt. Laut Analysten wird dieser Markt in den kommenden Jahren aufgrund seiner niedrigen Kosten und der gemeldeten geringeren CO2-Emissionen nur noch wachsen. Einige argumentieren, dass aus Reifen gewonnener Kraftstoff sogar den großen ökologischen Fußabdruck der Zement- und Papierindustrie verringern und gleichzeitig zur Entsorgung von Reifenabfällen beitragen könnte.

TIP stellt fest, dass „die Energierückgewinnung eine besonders effiziente Möglichkeit sein kann, große Mengen an ELT zu bewältigen und langjährige Lagerbestände zu beseitigen, da sie im Allgemeinen technisch einfach umzusetzen ist“, während „die Verwendung von ELT als alternativer Kraftstoff auch zur CO2-Reduzierung gefördert wird.“ Emissionen.“

Einige Experten argumentieren jedoch, dass diese gängigen Entsorgungswege – Reifen zerkleinern oder verbrennen – kaum mehr als Downcycling darstellen und nicht das volle Potenzial für die stoffliche Wiederverwendung von Altreifen ausschöpfen.

Es überrascht nicht, dass einige dieser propagierten Lösungen auch mit eigenen Umweltproblemen zu kämpfen haben.

Forscher in Irland fanden beispielsweise heraus, dass die Verbreitung von Gummikrümeln auf künstlichen Sportplätzen eine Quelle von Mikroplastik ist und aufgrund der in den Materialien eingeschlossenen giftigen Chemikalien gesundheitsschädlich sein kann. Die Europäische Union strebt ein Verbot dieser weit verbreiteten Praxis an, wodurch möglicherweise ein Rückstand an Reifen entsteht, die ordnungsgemäß entsorgt werden müssen.

Zwei weitere Lösungsansätze für den Umgang mit Reifenabfällen in großem Maßstab bieten das Versprechen der Kreislaufwirtschaft: Devulkanisierung und Pyrolyse, die laut Analysten letztendlich beide aus alten Reifen neue Reifen machen könnten.

„Der wichtigste Teil der Kreislaufwirtschaft für Reifen besteht darin, das Originalprodukt wieder seinem vorgesehenen Verwendungszweck zuzuführen“, sagt Jon Visaisouk, Chief Operating Officer von Tyromer. Sein Unternehmen stellt aus Altreifen devulkanisierten Kautschuk her, der bei der Neureifenproduktion einige Rohstoffe ersetzen kann. Derzeit könne das Unternehmen zwischen 100.000 und 150.000 Altreifen pro Jahr verarbeiten, sagt er.

Die Devulkanisierung ist eine vielversprechende Lösung mit geringem Energieverbrauch für den Umgang mit Reifen in großen Mengen, hat jedoch aus zirkulärer Sicht ihre Grenzen, so Niles Beadman, Patentanwalt bei Mewburn Ellis: „Man kann dieses devulkanisierte Produkt nicht zu 100 % als Rohmaterial verwenden.“ . Normalerweise würde man es immer noch mit neuem Rohmaterial vermischen“, erklärt er und behauptet, dass die Pyrolyse vielversprechender sei.

Bei der Pyrolyse werden Reifen unter Luftabschluss erhitzt, um sie zu zersetzen. Dadurch werden Altreifen in separate wiederverwendbare Materialien umgewandelt, wie z. B. wiedergewonnener Ruß für neue Reifen, Öle, die zu Dieselalternativen aufgewertet werden können, und Gase, die wieder eingespeist werden und das gesamte System mit Strom versorgen, wodurch die Energieintensität verringert wird. Vor dem Pyrolyseprozess wird der Stahl des Reifens zur Wiederverwendung entlackt. Pyrolyse wird von Befürwortern oft als „umweltfreundlich“ und als lebenswichtige Lösung für Reifenabfälle bezeichnet.

„Was wir auf den Tisch bringen, ist eine Lösung, die nicht nur umweltfreundlich ist, sondern auch im großen Maßstab dazu beitragen kann, das Problem tatsächlich einzudämmen“, sagt Vianney Vales, CEO von Wastefront in Norwegen, das Pyrolyse nutzt.

Doch um Reifen in diese nützlichen Produkte zu zerlegen, erzeugt der energieintensive Pyrolyseprozess mehrere Abfallströme, ist mit erheblicher Luft- und Wasserverschmutzung verbunden und verursacht Kohlenstoffemissionen. Pakistan hat im vergangenen Jahr den Einsatz von Pyrolyseanlagen aufgrund von Bedenken hinsichtlich der toxischen Umweltverschmutzung verboten.

Ein häufiges Problem bei der Pyrolyse ist die Qualität der durch das Verfahren hergestellten Produkte, sagt Dina Czajczyńska, Forscherin an der Universität für Wissenschaft und Technologie Breslau in Polen. Ein weiteres „wirklich wichtiges Umweltproblem“ seien hochgiftige Schwefelemissionen – was bedeutet, dass die Pyrolyse ohne Entschwefelung der Emissionen und der Produkte selbst umweltschädlich sein kann, sagt sie.

„Wir versuchen, dieses [Reifen-]Problem zu lösen, ohne Auswirkungen auf die Umwelt um uns herum zu haben“, sagt Thomas Sörensson, CEO von Scandinavian Enviro Systems, einem in Schweden ansässigen Unternehmen, das Pyrolyse einsetzt. „Wir nutzen die neueste Technologie zur Reduzierung von Emissionen, schonen den Schwefelgehalt und haben ein System eingerichtet, das die höchsten Umweltvorschriften erfüllt.“

Bei gewissenhafter Umsetzung könnte die Pyrolyse laut einigen Experten das Potenzial haben, riesige Mengen an Reifen in erneuerbare Produkte umzuwandeln. Laut Vales könnte eine im Bau befindliche Wastefront-Anlage im Norden Englands nach ihrer Inbetriebnahme im Jahr 2024 etwa 20 % der jährlichen Altreifenproduktion des Vereinigten Königreichs absorbieren.

Aber wie andere Experten betonen, könnte der ökologische Fußabdruck der weit verbreiteten Pyrolyse als Reifenlösung groß sein, wenn sie nicht angemessen verwaltet und reguliert wird.

„Dies wird ein entscheidender Teil der Kreislaufwirtschaft für Autos und Kunststoffe im Allgemeinen sein. Wie können wir diese Millionen Altreifen verwerten und recyceln?“ fragt Molden, der anmerkt, dass die Pyrolyse zwar eine „große Chance“ für das Reifenrecycling bietet, „man sie jedoch mit grüner Energie betreiben und sicherstellen muss, dass nicht alle Arten von Giftmüll entstehen, der sein muss.“ irgendwo im Prozess abgeladen.“

Der Umgang mit Bergen von Altreifen ist nur ein Teil der Nachhaltigkeitsherausforderung, vor der die Reifenindustrie und der Automobilsektor insgesamt stehen. Ein aktueller Bericht der Zoological Society of London (ZSL) unterstreicht die mangelnde Transparenz in den Kautschuk-Lieferketten und birgt das Risiko unsichtbarer Zusammenhänge mit der Abholzung von Wäldern und einer größeren Schädigung der biologischen Vielfalt.

Da die prognostizierte Nachfrage nach Reifen von Jahr zu Jahr steigen wird, ohne dass die Umstellung auf Elektrofahrzeuge nachlässt, wird mehr Gummi benötigt, was die Tropenwälder noch stärker gefährden könnte.

Zu diesem Zweck untersuchen Reifenhersteller alternative Naturkautschuke wie russischen Löwenzahn, aus dem bereits Reifen in begrenzten Mengen hergestellt werden. Diese innovativen Quellen könnten als Ersatz für tropisches Kautschuk dienen.

„Das größte Problem, vor dem wir stehen, ist die in den nächsten Jahren steigende Nachfrage nach Naturkautschuk“, sagt Dirk Prüfer, Professor für Pflanzenbiotechnologie an der Universität Münster, dessen Arbeitsschwerpunkt die Herstellung von Kautschuk aus russischem Löwenzahn ist.

Seiner Meinung nach könnten alternative Kautschuke zumindest einen Teil der künftigen Nachfrage decken, ohne artenreiche Gebiete und tropische Wälder zu gefährden. Der Russische Löwenzahn beispielsweise könne auf sogenannten Randgebieten wachsen und konkurriere nicht mit Nahrungspflanzen, sagt er.

Allerdings bezweifelt Sam Ginger, Experte für nachhaltiges Wirtschaften bei ZSL, die Wirksamkeit dieser Lösung. „Es wäre eine große Ablenkung, zu versuchen, riesige Löwenzahnplantagen anzulegen, ohne die [Nachhaltigkeits-]Probleme zu lösen, die [bereits bestehen] innerhalb der Kautschuk-Lieferkette“, sagt er. Diese neue Quelle würde von den Problemen ablenken, mit denen die „6 Millionen Kleinbauern, die derzeit von dieser Industrie abhängig sind“, konfrontiert sind.

Experten betonen auch die Notwendigkeit verstärkter regenerativer landwirtschaftlicher Praktiken, wenn eine Kreislaufwirtschaft in der Lieferkette erreicht werden soll. Laut Ginger bietet die Naturkautschukindustrie in diesem Bereich bereits zahlreiche Möglichkeiten, indem sie mit Landwirten zusammenarbeitet, um regenerative und agroforstwirtschaftliche Praktiken einzuführen, um sowohl die Artenvielfalt als auch den Lebensunterhalt der Landwirte zu unterstützen.

Stefano Savi, Direktor der Global Platform for Sustainable Natural Rubber, sagt, dass „wir das [Reifenproduktions-]System grundlegend ändern müssen, damit die Landwirte zu Unternehmern werden.“

„Heutzutage sind die meisten Landwirte Bergbauer dieser Rohstoffe und erschöpfen die natürlichen Ressourcen, weil sie nicht auf eine [nachhaltige] Bewirtschaftung des Landes ausgerichtet sind“, stellt er fest. Wie Ginger sagt er, dass man durch die Unterstützung von Kleinbauern bei der Umsetzung zirkulärer Prinzipien, einschließlich Pestizidreduzierung und besserem Wassermanagement, „mit weniger mehr erreichen kann.“ Sie werden in der Lage sein, ein besseres System zu haben.“

Solche Veränderungen basieren jedoch alle auf der vollständigen Rückverfolgung und Schaffung von Transparenz in den Lieferketten und erfordern eine umfassendere Zusammenarbeit von Branchen wie den Automobilherstellern. Ginger fügt hinzu: „Um die gesamte Lieferkette wirklich zu verändern, müssen die Automobilhersteller einbezogen werden. Sie müssen Mittel für jede Art von Nachhaltigkeitsbemühungen in der gesamten Lieferkette bereitstellen, bis hin zu den Kleinbauern.“

Reifen sind nur eine Komponente der umfassenderen Herausforderungen der Kreislaufwirtschaft, denen sich die Automobilindustrie gegenübersieht. Doch Reifen stellen ein schnell wachsendes und heikles Problem dar, da der weltweite Einsatz von Fahrzeugen den Materialbedarf erhöht.

Auch der Reifenverschleiß wird voraussichtlich mit zunehmender Verbreitung von Elektrofahrzeugen zunehmen, was zum Teil auf ihr größeres Gewicht zurückzuführen ist und die damit verbundene Mikroplastik- und chemische Verschmutzung durch problematische Reifenkomponenten wahrscheinlich verschärft. Jetzt seien dringend Lösungen nötig, sagen Forscher.

Kolodziej betont insbesondere die Notwendigkeit, eine sichere Alternative zu 6PPD zu finden, was für die Branche Priorität haben sollte. „Ich denke, es gibt immer noch viele Diskussionen darüber, was in diesem chemischen Screening-Prozess zur Entwicklung der Kreislaufwirtschaft bewertet werden sollte“, um „Dinge wie Reifen wiederzuverwenden, wiederaufbereiten und recyceln.“

Allerdings sind nicht alle Experten davon überzeugt, dass eine materiell ausgerichtete Vision der Kreislaufwirtschaft und insbesondere des Recyclings ausreichen wird, um reifenbedingte Umweltprobleme zu reduzieren.

Czajczyńska beispielsweise betont die Notwendigkeit, den Gesamtverbrauch zu senken: „Wir müssen darüber nachdenken, weniger Autos zu nutzen, mehr Fahrräder und öffentliche Verkehrsmittel zu nutzen, um das Problem der [Reifen-]Abfälle zu vermeiden“, sagt sie. „Denn egal wie gut man Altreifen verarbeitet oder behandelt, [sie] werden immer einige Emissionen oder ein anderes Abfallprodukt produzieren.“

Kaustubh Thapa, ein Forscher an der Universität Utrecht in den Niederlanden, stimmt zu, dass eine „bessere Lösung“ darin bestünde, Alternativen anzubieten, die den Bedarf an immer mehr Reifenproduktion jetzt und in Zukunft verringern.

„Ich denke, wenn die Kreislaufwirtschaft sehr technokratisch und materialorientiert ist, verlagert sie einfach einige Probleme auf andere Teile“, sagt er. „Wenn wir diese Herausforderungen systematisch angehen wollen, müssen wir auch die soziale Dimension in die Kreislaufwirtschaft einbeziehen.“

Bannerbild: Die Erhöhung der Reifenlebensdauer sowie die Reparatur und Wiederverwendung von Bauteilen sind allesamt kreislauforientierte Lösungen für Reifen. Eine Anlage in Spanien, die von der Life for Tyres Group betrieben und von der Europäischen Union finanziert wird, zielt darauf ab, aus 26 Millionen Tonnen Altreifen jedes Jahr Materialien (wie Ruß) zurückzugewinnen und synthetische Kraftstoffe (einschließlich Biogas) herzustellen , was etwa 9 % des jährlichen Verbrauchs Spaniens entspricht. Bild von Egor Myznik über Unsplash (Public Domain).

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Die Kreislaufwirtschaft: Nachhaltige Lösungen zur Lösung des planetarischen Überschusses?

Zitate:

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