Sintesi
Pirolisi e depolimerizzazione vengono spesso raccolte sotto l’etichetta di riciclo chimico. La classificazione è utile, ma non deve far pensare a due processi equivalenti. La pirolisi rompe le catene polimeriche attraverso il calore, in condizioni prive o povere di ossigeno, generando normalmente una miscela di molecole. La depolimerizzazione mira invece, quando la struttura del polimero lo consente, a recuperare monomeri, oligomeri o intermedi chimici più definiti.
La differenza riguarda il materiale in ingresso, le condizioni operative, la prevedibilità dell’output, i trattamenti successivi e la possibilità che il carbonio del rifiuto torni davvero in un nuovo prodotto. Per questo MATERIA non valuta il processo soltanto nel reattore. La catena di lettura usata in questo studio è: rifiuto → preparazione → reazione → separazione → purificazione o upgrading → prodotto intermedio → destinazione finale.
1. Pirolisi e depolimerizzazione non sono sinonimi
Il JRC considera il riciclo chimico una famiglia di tecnologie. Nel rapporto comparativo del 2023 indica tre criteri per scegliere il percorso di gestione: massimizzare il recupero di materia limitando gli impatti di processo, verificare la compatibilità tecnica tra rifiuto e tecnologia e valutare la sostenibilità economica. Questa impostazione sposta la domanda da “qual è la tecnologia migliore?” a “qual è il processo coerente con questo specifico flusso?”.
Il calore frammenta il polimero. L’output può comprendere liquidi, gas, cere e residui solidi. La qualità dipende fortemente dal feedstock e dalle condizioni operative.
Il processo cerca di rompere legami specifici per recuperare monomeri o intermedi più definiti, da purificare e reimpiegare.
La distinzione è importante perché la parola “olio” non equivale a “monomero”. Un olio di pirolisi può richiedere stabilizzazione, rimozione dei contaminanti, idrotrattamento e successivo cracking. Un monomero recuperato per depolimerizzazione può essere più vicino alla materia prima della polimerizzazione, ma richiede comunque separazione e purificazione.
2. Cosa avviene nella pirolisi
Polietilene e polipropilene sono formati soprattutto da carbonio e idrogeno organizzati in lunghe catene. Quando vengono riscaldati in condizioni di pirolisi, le catene si spezzano in frammenti di diversa lunghezza. Una parte può condensare in liquidi o cere, una parte resta gassosa e una parte può contribuire a residui carboniosi.
Non esiste una resa unica valida per “la pirolisi”. Temperatura, velocità di riscaldamento, tempo di permanenza, pressione, geometria del reattore, catalizzatori e composizione del feedstock modificano la distribuzione dei prodotti. Anche due impianti con la stessa capacità nominale possono produrre output diversi se ricevono rifiuti con composizione differente.
| Variabile | Cosa può cambiare | Perché conta |
|---|---|---|
| Polimero | Distribuzione dei frammenti | PE, PP, PS, PET e PVC non hanno la stessa chimica |
| Contaminazione | Qualità e stabilità dell’olio | Cloro, azoto, ossigeno, metalli e cariche possono richiedere trattamento |
| Temperatura e permanenza | Rapporto tra gas, liquidi, cere e solidi | Modificano il grado di cracking |
| Catalizzatore | Velocità e selettività | Può orientare i prodotti ma può disattivarsi o contaminarsi |
| Upgrading | Specifiche del prodotto | Determina se l’output è compatibile con usi petrolchimici |
3. La depolimerizzazione segue una strada diversa
La depolimerizzazione è particolarmente interessante per polimeri nei quali esistono legami che possono essere attaccati in modo relativamente selettivo. Il PET è uno dei casi più studiati. Glicolisi, metanolisi e idrolisi utilizzano reagenti e condizioni differenti per rompere la struttura del poliestere e ottenere composti che possono rientrare nella sintesi del materiale.
Lo studio di McNeeley e Liu del 2024 mette in evidenza un punto spesso sottovalutato: la reazione non è l’intero processo. In un impianto reale contano separazione, recupero del solvente, purificazione, gestione delle impurità e riciclo dei reagenti. Una conversione elevata ottenuta nel reattore non dimostra da sola la prestazione industriale complessiva.
| Percorso PET | Principio | Indicazione emersa dalla modellazione ACS |
|---|---|---|
| Glicolisi | Reazione con glicole | Più semplice e meno energivora quando la purificazione è relativamente semplice |
| Metanolisi | Reazione con metanolo | Può diventare interessante quando le esigenze di purificazione aumentano |
| Idrolisi | Rottura tramite acqua in condizioni specifiche | Nel modello analizzato risulta strutturalmente più complessa ed energivora |
4. Il feedstock viene prima della tecnologia
Parlare genericamente di “plastica” nasconde una parte decisiva del problema. PE e PP sono poliolefine. PET contiene ossigeno. Le poliammidi introducono azoto. Il PVC contiene cloro. Additivi, pigmenti, riempitivi minerali, metalli e residui organici possono aggiungere altre sostanze. Questa composizione influenza corrosione, fouling, coke, stabilità del prodotto e vita dei catalizzatori.
Il JRC segnala che l’olio destinato a successivi processi petrolchimici deve rispettare specifiche stringenti. In particolare, alcuni contaminanti possono rendere necessari pretrattamenti e upgrading. Ne deriva una regola pratica: un processo capace di accettare una miscela non è necessariamente capace di trasformarla tutta in materia di uguale valore.
5. PE e PP: perché la pirolisi viene studiata per le poliolefine
PE e PP sono tra i materiali più frequentemente associati alla pirolisi perché la loro struttura idrocarburica può generare miscele di idrocarburi utilizzabili come intermedi, dopo adeguato trattamento. Questo non significa che ogni rifiuto in PE o PP sia automaticamente un buon feedstock. Film sporchi, multistrato, residui alimentari, etichette, adesivi e frazioni non poliolefiniche cambiano il processo.
Il vantaggio potenziale è la possibilità di trattare alcune frazioni che non raggiungono la qualità richiesta dal riciclo meccanico. Il limite è che la trasformazione molecolare allontana il materiale dalla struttura originaria e richiede ulteriori passaggi prima dell’eventuale ritorno a nuova plastica.
6. PS: un caso nel quale la chimica può cambiare il confronto
Il polistirene merita un trattamento separato. Nello scenario JRC analizzato nello Studio 01, la depolimerizzazione assistita da pirolisi mostra un indicatore climatico netto migliore del riciclo meccanico, pur presentando una resa del prodotto principale inferiore. Il risultato sembra controintuitivo soltanto se si considera la resa come unico parametro.
Nell’LCA conta anche quale prodotto viene sostituito e con quale fattore di sostituzione. Un output più vicino allo stirene vergine può ricevere nel modello un credito diverso rispetto a un rigranulato con prestazioni più limitate. Questo è il motivo per cui MATERIA separa sempre resa, qualità e funzione del prodotto.
7. PET: perché la depolimerizzazione può avere senso
Nel PET il recupero di monomeri o intermedi consente, almeno in linea di principio, di superare alcuni limiti della degradazione meccanica e di affrontare flussi nei quali colore, proprietà o contaminazioni rendono più complesso il riuso diretto del polimero. Ma il vantaggio dipende dal livello di purezza richiesto, dai consumi di reagenti, dall’energia, dai sistemi di separazione e dal recupero dei solventi.
Nel caso modellato dal JRC per imballaggi PET selezionati, la resa indicata per il riciclo meccanico è 88% e quella per la glicolisi parziale 86%. La differenza è piccola, ma i prodotti e le catene operative non sono equivalenti. Confrontare soltanto i due numeri di resa cancellerebbe proprio la differenza tecnologica che bisogna comprendere.
8. PVC e altri eteroatomi: il problema dei contaminanti
Il cloro del PVC è uno degli esempi più chiari. Durante il trattamento termico possono formarsi composti clorurati e acido cloridrico, con conseguenze su corrosione, qualità dei prodotti e necessità di rimozione. Anche azoto e ossigeno provenienti da altri polimeri o additivi possono modificare la composizione dell’olio e complicare l’uso a valle.
Per questo una linea che dichiara di trattare “plastiche miste” deve essere letta attraverso una specifica di accettazione del feedstock: percentuali ammesse di PVC, PET, PA, umidità, inerti, metalli, sostanze organiche e altri contaminanti. Senza questa informazione la parola “misto” è troppo generica per una valutazione tecnica.
9. Catalizzatori: selettività, ma anche nuova complessità
I catalizzatori possono accelerare le reazioni, abbassare alcune temperature operative o orientare la distribuzione dei prodotti. Ma sono componenti del processo e non scorciatoie. Possono disattivarsi per coke o contaminanti, richiedere rigenerazione, generare consumi aggiuntivi e imporre ulteriori separazioni.
La valutazione deve quindi comprendere vita utile, recupero, rigenerazione, sostituzione e gestione del catalizzatore esausto. Una resa misurata su materiale pulito in laboratorio non descrive necessariamente il comportamento con rifiuti reali per migliaia di ore di esercizio.
10. L’olio di pirolisi non è automaticamente nafta
Il prodotto liquido ottenuto dalla pirolisi può essere descritto genericamente come “olio”. Ma la compatibilità con uno steam cracker o con altri impieghi petrolchimici dipende da composizione, stabilità, contenuto di contaminanti e specifiche del ricevente. In alcuni casi il prodotto viene miscelato con feed fossile; in altri richiede idrotrattamento o altre operazioni di upgrading.
Questo passaggio è centrale per il prossimo Studio 03. Per ricostruire il bilancio di massa non basta pesare il liquido in uscita dal reattore. Bisogna seguire anche la quota eliminata durante purificazione e upgrading e verificare quanta parte arriva effettivamente a sostituire materia prima.
11. Quando possiamo chiamarlo riciclaggio
La direttiva quadro europea sui rifiuti definisce il riciclaggio come il ritrattamento dei rifiuti per ottenere prodotti, materiali o sostanze. Esclude espressamente il recupero energetico e il ritrattamento finalizzato a materiali utilizzati come combustibili. Ne deriva una distinzione fondamentale per le tecnologie termochimiche: la stessa operazione di pirolisi può produrre un intermedio destinato a percorsi materiali oppure un prodotto destinato all’energia, ma le due destinazioni non hanno lo stesso significato nella gerarchia dei rifiuti.
Per gli aspetti giuridici deve essere sempre verificato il testo ufficiale vigente e l’inquadramento concreto dell’impianto e dell’output. MATERIA utilizza qui la definizione europea solo come criterio generale di lettura.
12. Il nodo economico nel 2026
Il JRC ha pubblicato il 22 luglio 2026 una valutazione aggiornata sulla sostenibilità economica del riciclo chimico nell’Unione europea, con particolare attenzione a pirolisi e solvolisi. La conclusione è prudente: nel quadro analizzato il riciclo chimico non raggiunge ancora la parità di costo con la produzione di plastica vergine, anche se può avere un ruolo nel soddisfare la domanda di contenuto riciclato prevista dalle politiche europee.
Il dato impedisce due semplificazioni opposte. Non è corretto presentare il riciclo chimico come economicamente risolto; non è corretto nemmeno considerarlo privo di funzione programmata. Il risultato dipende dal prezzo del feedstock, dall’energia, dalla scala, dal valore dell’output, dai costi di purificazione e dal quadro regolatorio.
Elaborazioni CNSBII
Le elaborazioni M02 usano valori pubblicati nelle fonti citate. Ogni risultato mantiene separati dato originario e calcolo CNSBII. Non sono misure di un impianto specifico.
A. Energia della depolimerizzazione PET: conversione dell’intervallo ACS
McNeeley e Liu stimano per un processo completo di depolimerizzazione del PET un ordine di grandezza energetico tra 6.000 e 10.000 kJ per kg di PET.
Conversione del limite inferiore dell’intervallo ACS. Non rappresenta il consumo di qualsiasi impianto.
Conversione del limite superiore dell’intervallo modellizzato.
La differenza mostra quanto configurazione, separazione e purificazione possano incidere sul fabbisogno del processo modellato.
B. PET: resa e indicatore climatico nel confronto JRC
88% meccanico − 86% glicolisi parziale = 2 punti percentuali.
1.933 − 1.711 = 222 kg CO₂-eq/t di differenza tra i benefici netti dei due scenari JRC.
Nel caso JRC, il beneficio climatico attribuito alla glicolisi parziale equivale a circa l’88,5% del beneficio attribuito al riciclo meccanico. Non è una graduatoria generale.
C. PS: quando resa e indicatore climatico non danno la stessa graduatoria
Nel caso PS del JRC, la depolimerizzazione assistita da pirolisi presenta un beneficio netto maggiore di 229 kg CO₂-eq/t rispetto al meccanico.
La resa del rigranulato meccanico è più alta nel caso JRC, mentre l’indicatore climatico favorisce il percorso chimico. Il confronto mostra perché resa e sostituzione di prodotto devono essere lette insieme.
13. Matrice di lettura delle tecnologie
| Processo | Feedstock coerente | Obiettivo | Output | Criticità da verificare |
|---|---|---|---|---|
| Pirolisi PE/PP | Poliolefine selezionate o miscele compatibili | Conversione molecolare | Olio, gas, cere, residui | Contaminanti, upgrading, qualità e destinazione dell’olio |
| Depolimerizzazione PS | PS sufficientemente selezionato | Recupero di stirene e aromatici | Stirene e frazioni secondarie | Purezza, separazione, resa complessiva |
| Glicolisi PET | PET | Rottura selettiva | Intermedi riutilizzabili | Purificazione, solvente, catalizzatore |
| Metanolisi PET | PET | Recupero di costituenti | Intermedi/monomeri | Recupero metanolo, separazione, pressione |
| Idrolisi PET | PET | Recupero dei costituenti | Acido tereftalico ed etilenglicole secondo il processo | Energia, reagenti, purificazione |
14. Cosa chiedere quando viene presentato un impianto
Una capacità nominale espressa in tonnellate annue non basta per valutare un progetto. Una verifica tecnica dovrebbe ricostruire almeno:
- composizione e specifica di accettazione del feedstock;
- pretrattamenti e scarti prima del reattore;
- massa realmente alimentata;
- energia, acqua, reagenti e catalizzatori;
- quantità di liquidi, gas, cere e solidi;
- emissioni, reflui e residui;
- perdite nell’upgrading e nella purificazione;
- qualità finale del prodotto;
- destinazione materiale o energetica;
- quota di materia vergine realmente sostituita.
Lo schema consente di confrontare impianti che altrimenti potrebbero presentare indicatori scelti in modo diverso. È anche la base dello Studio 03, dedicato ai bilanci di massa dell’olio di pirolisi.
15. Conclusioni
Pirolisi e depolimerizzazione possono avere un ruolo in una strategia di gestione delle plastiche, ma non possono essere valutate come una tecnologia unica. La depolimerizzazione è più coerente quando la chimica del polimero consente di recuperare costituenti definiti. La pirolisi può trattare altre frazioni attraverso una decomposizione termica più profonda, ma genera una miscela che può richiedere passaggi importanti prima dell’eventuale ritorno a nuova plastica.
Il confronto JRC tra PET e PS mostra inoltre che non esiste una classifica fissa. Nel PET modellato il riciclo meccanico mantiene un vantaggio climatico sulla glicolisi parziale; nel PS modellato la depolimerizzazione assistita da pirolisi presenta un vantaggio sul meccanico. La resa, da sola, non spiega questa inversione.
La domanda da usare per i prossimi studi di MATERIA è quindi: per quale rifiuto, con quale processo, con quale resa, quale consumo, quale qualità dell’output e quale destinazione finale?
Glossario dello studio
Parole e sigle usate nel testo
- CO₂-eq
- Unità che esprime l’effetto climatico di diversi gas serra come quantità equivalente di anidride carbonica.
- Credito di sostituzione
- Beneficio attribuito in un’analisi quando un materiale recuperato evita, in tutto o in parte, la produzione di materiale vergine.
- Depolimerizzazione
- Processo che rompe le catene di un polimero per ottenere molecole più piccole, spesso monomeri o intermedi chimici.
- Feedstock
- Materiale in ingresso utilizzato come alimentazione di un processo industriale. Nel riciclo può essere una specifica frazione di rifiuti plastici.
- JRC
- Joint Research Centre, il servizio scientifico e di conoscenza della Commissione europea.
- LCA
- Life Cycle Assessment: metodo per valutare gli impatti ambientali associati alle diverse fasi del ciclo di vita di un prodotto o processo.
- Materia vergine
- Materia prima non proveniente da riciclo, utilizzata per produrre un materiale o un prodotto nuovo.
- Mix energetico
- Combinazione delle diverse fonti usate per produrre l’energia consumata in un territorio o in uno scenario di analisi.
- Monomero
- Molecola relativamente piccola che può legarsi ad altre molecole simili formando un polimero.
- Output
- Materiale o flusso che esce da un processo: può essere un prodotto, un sottoprodotto, un residuo, un refluo o un’emissione.
- PE
- Polietilene, famiglia di polimeri molto diffusa in film, flaconi, tubazioni e numerosi imballaggi.
- PET
- Polietilene tereftalato, polimero molto usato per bottiglie, vaschette, fibre tessili e altri prodotti.
- Pirolisi
- Decomposizione termica di materiali in assenza o forte carenza di ossigeno, con produzione di gas, liquidi e frazioni solide.
- Plastic-to-plastic
- Percorso nel quale il materiale plastico recuperato torna a essere materia per produrre nuova plastica.
- Polimero
- Sostanza formata da lunghe catene di unità molecolari ripetute. Molte plastiche sono materiali polimerici.
- PS
- Polistirene, polimero utilizzato in prodotti rigidi e, in forma espansa, in imballaggi e isolamento.
- Resa
- Rapporto tra la quantità utile ottenuta da un processo e la quantità di materiale alimentata, secondo il perimetro definito.
- Riciclo chimico
- Insieme di processi che modificano la struttura chimica dei polimeri per ottenere monomeri, intermedi o altre materie utilizzabili.
- Scenario
- Insieme definito di condizioni e ipotesi usato per calcolare o confrontare un risultato.
- Solvolisi
- Reazione chimica nella quale un solvente partecipa alla rottura del polimero, permettendo di recuperare monomeri o altri intermedi.
- Upgrading
- Trattamento successivo che migliora purezza, composizione o caratteristiche di un prodotto intermedio per renderlo adatto all’uso previsto.
Limiti dello studio
- I valori riportati provengono da impianti, modelli, scenari e letteratura con condizioni differenti e non devono essere trasferiti automaticamente a un impianto specifico.
- Le rese dipendono da composizione e preparazione del feedstock, tecnologia, condizioni operative e definizione del prodotto principale.
- Gli indicatori LCA dipendono dai confini del sistema, dal mix energetico, dai prodotti sostituiti e dai fattori di sostituzione.
- L’intervallo 6.000–10.000 kJ/kg PET deriva dalla modellazione ACS citata e non è un valore universale per ogni depolimerizzazione.
- Il confronto economico JRC 2026 riguarda il contesto europeo analizzato e può cambiare con prezzi, regole, scala e qualità dell’input.
- La qualificazione normativa dell’output dipende anche dalla destinazione concreta. Per applicazioni giuridiche deve essere verificato l’atto ufficiale vigente.
Fonti e riproducibilità
Le fonti elencate costituiscono la base documentale dello Studio 02. Le elaborazioni M02 sono disponibili nel CSV con formula, unità, interpretazione e limite.
Environmental and economic assessment of plastic waste recycling
Confronto ambientale ed economico tra riciclo meccanico, fisico, chimico e recupero energetico. È la base dei casi PET e PS richiamati nello studio.
Raggiungibile al controllo · controllo 2026-09-03
Apri la fonte · PDF ufficiale · DOIAssessment of PET Depolymerization Processes for Circular Economy. 1. A Review of Chemical Recycling of PET
Revisione tecnico-industriale di glicolisi, metanolisi e idrolisi del PET, con attenzione anche a separazione e purificazione.
Raggiungibile al controllo · controllo 2026-09-03
Apri la fonte · DOIAssessment of PET Depolymerization Processes for Circular Economy. 2. Process Design Options and Process Modeling Evaluation
Modellazione di processi completi di metanolisi, glicolisi e idrolisi. Riporta un ordine di grandezza energetico di 6.000–10.000 kJ/kg PET.
Raggiungibile al controllo · controllo 2026-09-03
Apri la fonte · DOIDepolymerization within a Circular Plastics System
Revisione sulla depolimerizzazione nel sistema circolare delle plastiche e sul recupero di monomeri o intermedi per materiali di qualità elevata.
Raggiungibile al controllo · controllo 2026-09-03
Apri la fonte · DOIEconomic viability of chemical recycling: Current and future perspectives
Valutazione aggiornata della sostenibilità economica del riciclo chimico nell’UE, con focus su pirolisi e solvolisi.
Raggiungibile al controllo · controllo 2026-09-03
Apri la fonte · DOIDirettiva 2008/98/CE relativa ai rifiuti · definizione di riciclaggio
Riferimento normativo per distinguere riciclaggio, recupero di materia e recupero energetico. La destinazione a combustibile non rientra nella definizione di riciclaggio.
Raggiungibile al controllo · controllo 2026-09-03
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