Die thermische Depolymerisation ist ein industrielles Verfahren zur Zerlegung verschiedener Abfallstoffe in Rohölprodukte. Dabei werden die Materialien in Gegenwart von Wasser hohen Temperaturen und Drücken ausgesetzt, wodurch ein Prozess eingeleitet wird, der als wasserhaltige Pyrolyse bekannt ist. Das Ergebnis ist die Depolymerisation der langkettigen Polymere der Materialien in kurzkettige Monomere, in diesem Fall Erdölkohlenwasserstoffe. Dies ist eine stark beschleunigte künstliche Wiedergabe des Prozesses, der in der Natur fossile Brennstoffe gebildet hat. Eine breite Palette von Abfallprodukten, die als Einsatzstoffe bekannt sind, können in thermischen Depolymerisationsprozessen verwendet werden, einschließlich Kunststoffen und Biomassematerialien.
Das thermische Depolymerisationsverfahren (TDP) existiert seit ungefähr 70 Jahren, wurde aber erst Ende der 1990er Jahre als praktikabel angesehen. Dieser Mangel an Rentabilität war das Ergebnis einer inakzeptablen Energierückgabe bei der Bewertung der investierten Energie (EROEI), dh der Messung der Energiemenge, die zur Erzeugung des Energieertrags aufgewendet wurde. Frühere Methoden erforderten weit mehr Energie zur Erzeugung als die Energieabgabe, ebneten jedoch den Weg für moderne Systeme mit EROEI-Werten von 6.67 oder etwa 85 produzierten Energieeinheiten für jeweils 15 verbrauchte Einheiten. Die konventionelle landwirtschaftliche Produktion von Biodiesel und Ethanol weist Werte von etwa 4.2 auf, wodurch das Verfahren der thermischen Depolymerisation attraktiv wird. Abgesehen von seiner Effizienz hat das System mehrere weitere Vorteile, darunter das Aufspalten von Schwermetallkontaminationen in harmlose Oxide und die Zerstörung organischer Gifte und der Prionen, die für Rinderwahnsinn und Creutzfeldt-Jakob-Krankheit verantwortlich sind.
In der Praxis ist der wasserhaltige Pyrolyseprozess im Herzen der thermischen Depolymerisation ziemlich einfach. Ausgangsmaterialien werden zuerst in kleine Stücke gemahlen und mit Wasser vermischt. Die Mischung wird dann ungefähr 482 Minuten lang in einem Druckbehälter auf 250ºF (15ºC) erhitzt. Der erzeugte Dampf erhöht den Druck im Behälter auf ungefähr 600 Pfund pro Quadratzoll (PSI), der am Ende des Heizprozesses schnell abgelassen wird. Dabei verdunstet das Wasser oder verdampft schnell, so dass Restfeststoffe und rohe Kohlenwasserstoffe zurückbleiben.
Diese Bestandteile werden abgetrennt und die Kohlenwasserstoffe zur weiteren Veredelung gesammelt. Dies beinhaltet eine weitere thermische Behandlung auf 930 °F (500 °C) und eine fraktionierte Destillationssortierung. Das Ergebnis sind leichte und schwere Naphthas, Kerosin und Gasölfraktionen, die für die Produktion von mehreren Heizölsorten geeignet sind. Die nach der ersten thermischen Behandlung verbleibenden Restfeststoffe können als Düngemittel, Filter, Bodenbrennstoffe und Aktivkohle zur Abwasserbehandlung verwendet werden.
Die Liste der TDP-geeigneten Rohstoffe ist umfangreich und umfasst Kunststoffabfälle, Reifen, Zellstoff, medizinische Abfälle und eher unappetitliche Nebenprodukte wie Truthahnabfälle und Klärschlamm. Die Effizienz des thermischen Depolymerisationsprozesses wird noch dadurch erhöht, dass Prozessnebenprodukte wie Methan, die durch die Depolymerisation nicht abgebaut werden können, gesammelt und zum Antrieb von Turbinengeneratoren verwendet werden, um Strom für die Anlage oder den Weiterverkauf zu erzeugen. Methan hat auch Potenzial als Biogas, eine grüne Alternative zu herkömmlichem Benzin.