Packaging waste management and its recycling potential in Vienna : Historical developments, current challenges and future opportunities

Abstract

Um die Recyclingziele der EU für Verpackungsabfälle zu erreichen, müssen Verpackungen in ausreichender Menge und Qualität gesammelt werden. Während dafür die getrennte Sammlung grundsätzlich ein etabliertes System ist, stellt sie in dicht besiedelten städtischen Gebieten eine Herausforderung dar. Die vorliegende Arbeit untersucht daher die Schwierigkeiten und potenzielle Lösungen des Abfallwirtschaftssystems für Verpackungsabfälle anhand der Fallstudie Wien. Mittels Materialflussanalyse wurde eine Zeitreihe der Verpackungsabfallströme von 2006 bis 2020 erstellt, um die Auswirkungen abfallwirtschaftlicher Maßnahmen auf Mengen, Erfassungsgrad und Sortierrate darstellen und analysieren zu können. Zusätzlich wurde zur Qualitätsbewertung eine detaillierte Charakterisierung von Kunststoffflaschen und papierbasierten Verpackungen im Restmüll und in der getrennten Sammlung mittels manueller Sortieranalyse durchgeführt. Dabei wurden verwertungs- und recyclingrelevante Verpackungseigenschaften einschließlich Produktresten und Verunreinigungen untersucht und daraus ungenutzte Potenziale für die getrennte Sammlung ermittelt. Die Fallstudie zeigt, dass die Verpackungsabfallströme bei Glas, Papier und Aluminium zugenommen haben, während das Aufkommen an Verpackungen aus Kunststoffen wie PET und HDPE sowie aus Eisen zurückgegangen ist. Die Ergebnisse zeigen außerdem eine große Bandbreite an Erfassungsgraden, von 14% für Aluminiumverpackungen, über 19% für Kunststoffflaschen, 21% für Papier-, 55% für Glas- und 80% für Wellpappeverpackungen, was verdeutlicht, dass teilweise erhebliche Anteile an Verpackungen im Restmüll landen und derzeit für das Recycling verloren geht. Die Ergebnisse zeigen aber auch, dass bestimmte Maßnahmen wie die gemischte Sammlung von Kunststoffflaschen, Getränkekartons und Metallen oder die automatisierte Sortierung von Restmüll und Müllverbrennungsaschen die Bereitstellung von Sekundärrohstoffen aus Verpackungen deutlich verbessern können. Die Arbeit zeigt, dass das Verpackungsdesign einen großen Einfluss auf den Erfassungsgrad hat, weshalb eine Reduzierung der Verpackungsvielfalt notwendig wäre, um die getrennte Sammlung für die Konsument:innen einfacher und somit effizienter zu gestalten. Dazu sind auch eine effektive Kommunikation und Wissensvermittlung von Bedeutung. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass Produktreste und Verunreinigungen erheblich zur Bruttomasse von Verpackungsabfällen beitragen können, was bei abfallwirtschaftlichen Berechnungen berücksichtigt werden muss. Daher werden einerseits eine verbesserte Restentleerbarkeit von Verpackungen, und andererseits eine verstärkte Sensibilisierung der Konsument:innen für Produktverschwendung empfohlen. Ergänzend sollten Großversuche zur Sammlung und automatisierten Sortierung von Verpackungsabfällen durchgeführt werden. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ein ganzheitlicher Ansatz - einschließlich verbesserten Verpackungsdesigns, verstärkter Konsument:innenaufklärung und optimierter Sammelsysteme - erforderlich sind, um die Bereitstellung von Sekundärrohstoffen in städtischen Gebieten zu verbessern und die Recyclingziele zu erreichen.

To meet EU recycling targets for packaging waste, it is crucial to collect sufficient quantities of packaging in appropriate quality. While separate collection has proven effective, densely populated urban areas face challenges in this regard. This thesis investigates packaging waste management in Vienna, using it as a case study to explore these challenges and potential solutions. A time series of packaging waste flows from 2006 to 2020 was created using Material Flow Analysis to assess the impact of past waste management measures on quantities, separate collection rates, and sorting rates. Additionally, a detailed characterization of non-beverage plastic bottles and paper-based packaging in mixed municipal solid waste and separate collection was conducted through manual sorting analysis to evaluate critical packaging properties for recovery and recycling, including residues and dirt, and to identify untapped potential for separate collection.The results show that packaging waste flows increased for materials such as glass, paper and aluminum, while the generation of plastics such as PET and HDPE and ferrous packaging decreased. The study also found a wide range of separate collection rates, from 14% for aluminum packaging, to 19% for non-beverage plastic bottles, 21% for paper packaging, 55% for glass packaging and 80% for corrugated board, indicating that a significant amount of certain packaging waste is lost to mixed municipal solid waste and not yet recycled. However, the results also show that key measures such as the commingled collection of plastic bottles, beverage cartons and metals or the automatic sorting of mixed municipal solid waste and incineration bottom ashes can significantly improve the supply of secondary raw materials, especially for metals.The research highlights how packaging design significantly affects separate collection rates and calls for reducing packaging variety to improve collection efficiency. It also emphasizes the importance of effective communication and knowledge transfer to simplify waste separation for consumers. The study further uncovers that residues and dirt in packaging waste contribute substantially to the gross mass of waste, affecting material flow data and recycling efficiency. Therefore, improved packaging design to facilitate complete emptying and increased consumer awareness about product waste reduction are recommended. Further research into the behavior of packaging waste during processing and large-scale sorting tests is also suggested to refine recycling strategies.In conclusion, a holistic approach -including simplified packaging designs, enhanced consumer education, and optimized collection systems- is needed to improve secondary raw material provision and meet recycling targets in urban areas.