biologisch abbaubare Kunststoffverpackungen
Biologisch abbaubare Kunststoffe, das hört sich doch nach einer nachhaltigen Innovation an. Was steckt eigentlich hinter diesem Begriff und wo überall können biologisch abbaubare Kunststoffe zum Einsatz kommen? Können sie zur Reduzierung von Treibhausgasemissionen beitragen oder einen Lösungsansatz für das Problem der Rohstoffknappheit bieten? Im folgenden werden die Vor- und Nachteile biologisch abbaubarer Kunststoffverpackungen erörtert.
Sinn und Unsinn von Biokunststoffen
Seit den 50er Jahren kam es zu einer immer stärkeren Zunahme der Produktion von Kunststoffen. 2007 wurden weltweit 260 Mio t Kunststoffe hergestellt. Der Anteil der erzeugten Kunststoffe, die zu Verpackungszwecken verwendet wurden, belief sich, so der Verband Plastics Europe in Europa auf etwa 35 bis 40%.
„fossile“, „nachwachsende“ und „abbaubare“ Kunststoffe
Kunststoffe sind Polymere, deren Rohstoffbasis in der Regel fossil ist. Das bedeutet, Kunststoffe werden auf Rohölbasis hergestellt. Bei der Herstellung von Kunststoffen sind außerdem zusätzliche Chemikalien notwendig, wie Additive, Stabilisatoren, Farbstoffe oder technische Hilfsstoffe. Damit können die Eigenschaften des Endprodukts optimiert werden.
Aufgrund der schwindenden Rohstoffe und der ökologischen Folgen, wird vermehrt nach Alternativen zu herkömmlichen Plastiken gesucht.
Die Begriffe „aus nachwachsenden Rohstoffen“ und „biologisch abbaubar“ dürfen jedoch nicht gleichgesetzt werden: Produkte aus nachwachsenden Rohstoffen müssen nicht biologisch abbaubar sein, genauso wenig bestehen biologisch abbaubare Kunststoffe immer aus nachwachsenden Rohstoffen, denn auch fossile Bestandteile können von Mikroorganismen abgebaut werden.
Wird von Biokunststoffen gesprochen, so kann man dieses Wort verstehen als Abkürzung für biologisch abbaubare Kunststoffe. Die Herstellung dieser ist davon geleitet, einen möglichst großen Teil der Inhaltsstoffe durch erneuerbare Ressourcen zu ersetzen.
Ein wenig irreführend ist beispielsweise das biologische abbaubare Material Ecoflex des Unternehmens BASF, da es vollständig aus fossilen Ressourcen hergestellt wird. Ein neues gemischtes Polymer hingegen, Ecovio, besteht nun aus 55%Exoflex und 45%PLA. PLA, Polymilchsäure, beruht auf nachwachsenden Ressourcen.
Auch Europas größter Biokunststoffhersteller Novamont stellt ein Produkt namens Mater-Bi her, welches sowohl aus Stärke als auch aus synthetischen, also fossilen Polymeren besteht.
Die Hauptmotivation von Unternehmen, vermehrt nach Biokunststoffen zu forschen, liegt im Entwickeln von alternativen Ressourcen, weniger in der Einsparung von CO2. Philipp Depieureux, Geschäftsführer des Verpackungsherstellers alesco und Vorstandsmitglied des Verbandes European Bioplastics wiefolgt:
„Wir haben das Projekt Bioplastics vor ca. 5 Jahren gegründet und wenn wir an die künftigen Generationen denken, in 50 bis 80 Jahren werden die Ölquellen versiegt sein und da müssen wir uns jetzt als Verpackungshersteller auch Gedanken machen.“
Welche Biokunststoffe es gibt
Die wichtigsten Biokunststoffe sind PLA mit rund 43% Marktanteil gefolgt von Stärke basierten Polymeren mit 36%, wie in der Verpackungsrundschau (2/2008) nachzulesen ist. Dem Artikel zufolge bestanden 2006 nur 0,1 Prozent aller Verpackungen aus Biokunststoffen.
Dennoch sind sie bereits in der Lage in vielen Bereichen herkömmliche Kunststoffe zu ersetzten. Insbesondere in der Verpackungsbranche gibt es breite Anwendungsmöglichkeiten.
Nur 4% des geförderten Erdöls gelangt in die Kunststoffherstellung.
Der größte Anteil, 90%, werden als Brenn- oder Treibstoff eingesetzt.
Dennoch sind Produkte aus Kunststoffen aus dem Alltag nicht wegzudenken.
In welchen Lebensbereichen spielt Plastik eine Rolle?
Was die Einsatzgebiete von Kunststoffen angeht, so fallen in Westeuropa 37 % auf Verpackungen 21 % auf den Bausektor, 8 % auf die Automobilindustrie, 7 % auf die elektro(technische) Industrie und 27 % auf Sonstige (darunter Möbel, Haushaltsgeräte, Landwirtschaft).
Die Kunststoffindustrie ist sehr stark auf Rohöl angewiesen und von den Marktpreisen fossiler Energieträger abhängig. Mit sich verschärfender Rohstoffknappheit wird es für die Kunststoffindustrie immer wichtiger, von der Petrochemie, also den aus fossilen Rohstoffen erzeugten Produkten wegzukommen. Zwar betragen die Preise für Biokunststoffe immer noch 2,5 bis 7,5 mal so viel wie die herkömmlichen, aber durch den Preisanstieg des Rohöls wird langfristig ein Preisangleich bis hin zu einem Wettbewerbsvorteil erwartet.
„Es sind interessante Wachstumsraten da, ich vermute, dass es so weiter gehen wird, weil die firmen sich es gut vorstellen können, dass sich petrochemische kunststoffe verteuern werden, deshalb steigen viele um oder probieren mal was neues aus.“, so Bettina Schmidt von CARMEN, dem Centralen- Agrar-Rohstoff-Marketing- und Entwicklungs-Netzwerk e.V.
verbrennen vs. recyceln vs. kompostieren vs. vergären
Laut Kreislauf- und Abfallwirtschaftsgesetz sollte man Abfälle, also auch Verpackungsabfälle zuerst stofflich recyceln bevor man sie in einer Müllverbrennungsanlage verbrennt, selbst wenn dabei geringfügig Energie erzeugt wird.
Werden die Verpackungen als Brenn- oder Treibstoff eingesetzt, ist die Nutzung eine einmalige, dabei könnten Kunststoffprodukte viel langfristiger genutzt werden, in Form einer Kaskade: Ein hochwertiges Produkt wird durch Recycling oder besser gesagt „Downcycling“ immer noch weiterhin nutzbar und erst am Ende des Lebenszyklus stünde die Verbrennung.
Werden Kunststoffe verbrannt, entsteht CO2, welches aus fossilen Rohstoffen stammend, den Treibhauseffekt verstärkt. Doch auch Kunststoffe aus nachwachsender Rohstoffbasis sind nicht klimaneutral: Zum einen gibt es bisher noch kaum Biokunststoffe, die zu 100% aus nachwachsenden Rohstoffen bestehen, zum anderen werden in ihrem Produktionsprozess Vorprodukte und Energie eingesetzt, bei denen fossile Energieträger zum Einsatz kommen. Dennoch weisen vereinzelte Studien auf einen gewissen Vorteil bezüglich der Klimaneutralität hin.
Biokunststoffe sortenrein zu trennen, um sie zu recyceln ist allerdings illusorisch. Dazu sind die Mengen viel zu gering und die Verwertungsinfrastruktur nicht gegeben. Aber sie sind ja vor allem dazu geeignet, um kompostiert zu werden.
Bei diesem Prozess lässt man die organischen Substanzen verrotten, mithilfe von Mikroorganismen. Die Polymere werden schließlich zu H20 und CO2 umgesetzt. Sie müssten also nicht verbrannt oder deponiert werden.
Ist aber die Kompostierung tatsächlich die umweltschonendste und ressourcensparendste Option? Immerhin könnte durch eine Verbrennung zusätzlich Energie gewonnen werden, die während der Kompostierung in der Regel verpufft. Insbesondere wenn es sich um energieeffiziente und emissionsarme Heizkraftwerke handelt. Fest steht jedenfalls: Eine Kompostierung ist in jedem Falle die kostengünstigere Entsorgungsoption.
Vorteile der Kompostierung wiederum wären die Herstellung von Dünger und somit eine Rückführung der Nährstoffe in den Nährstoffkreislauf. Aber: Da die beschriebenen Verpackungen hauptsächlich aus Kohlenstoff- Wasserstoff- und Sauerstoffatomen bestehen, sind hier keine Stoffe vorhanden, die von besonderem Interesse wären, sie zurück in den Boden zu bringen. Die Hauptnährstoffe von Pflanzen sind Stickstoff, Kalium und Phosphor – diese Stoffe sind in den Verpackungen aus Biokunststoff nicht enthalten. Bertram Kehres von der Bundesgütegemeinschaft Kompost sieht das Verfahren der Kompostierung kritisch:
„Unserer Auffassung nach sollten Biokunststoffe eher verbrannt als kompostiert werden. Wertgebende Inhaltstoffe, die normalerweise in Kompost zu finden sind, sind vor allem Planzennährstoffe und organische Substanz. Pflanzennährstoffe in biologisch abbaubaren Werksstoffen sind so gut wie nicht vorhanden, deshalb ist der Nutzen für den Kompost sehr gering während der Heizwert von trockenen Verpackungen recht hoch ist.“
Skeptische Worte seitens der Kompostierungsanlagenbetreiber können auch vernommen werden: Ist erst einmal das System der Biokunststoffe eingeführt, wird befürchtet, dass die Hemmschwelle sinkt, auch andere nicht kompostierbare Kunststoffe in den Biomüll zu werfen.
„Abbaubare Getränkeverpackungen oder ähnliches werden in Kompostierungsanlagen in der Regel im Vorfeld aussortiert, weil sie als solche von den anderen nicht zu unterscheiden sind.“, ergänzt Bertram Kehres.
Bleibt noch die Möglichkeit der Vergärung. Bei einer Vergärung werden die organischen Stoffe unter Sauerstoffausschluss umgesetzt, dabei entsteht Methan. Das wiederum kann zur Energieerzeugung verbrannt oder in das Erdgasnetz eingespeist werden. Der Vergärungsprozess ist aber sehr störungsanfällig. Bisher gibt es wenig Erfahrungen mit Biokunststoffen in der Vergärung. Bertram Kehres vermutet, dass auch bei der Vergärung die Biokunststoffe als Störstoffe heraussortiert würden. Auch ist keine Pauschalaussage zur Vergärung möglich, weil es so viele verschiedene Biokunststoffe gibt.
Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion?
Es besteht durchaus Optimierungspotenzial, Produkte so zu entwickeln, dass sie lediglich aus jenen Teilen der Pflanze hergestellt werden, die für den menschlichen Verzehr ungeeignet sind. Einen Ansatz bietet da die Nutzung von Lignocellulose. Bisher erfolgt die Herstellung aber noch in so einem geringen Maße, dass eine Auswirkung auf Nahrungsmittelpreise nicht befürchtet wird.
Allerdings wird der Einsatz von Gentechnik kritisiert, denn um hohe Stärke bzw. Zuckererträge zu erzielen wird z.B. in den USA genmanipulierter Mais eingesetzt.
Sinn und Unsinn von Biokunststoffen
Seit den 50er Jahren kam es zu einer immer stärkeren Zunahme der Produktion von Kunststoffen. 2007 wurden weltweit 260 Mio t Kunststoffe hergestellt. Der Anteil der erzeugten Kunststoffe, die zu Verpackungszwecken verwendet wurden, belief sich, so der Verband Plastics Europe in Europa auf etwa 35 bis 40%.
„fossile“, „nachwachsende“ und „abbaubare“ Kunststoffe
Kunststoffe sind Polymere, deren Rohstoffbasis in der Regel fossil ist. Das bedeutet, Kunststoffe werden auf Rohölbasis hergestellt. Bei der Herstellung von Kunststoffen sind außerdem zusätzliche Chemikalien notwendig, wie Additive, Stabilisatoren, Farbstoffe oder technische Hilfsstoffe. Damit können die Eigenschaften des Endprodukts optimiert werden.
Aufgrund der schwindenden Rohstoffe und der ökologischen Folgen, wird vermehrt nach Alternativen zu herkömmlichen Plastiken gesucht.
Die Begriffe „aus nachwachsenden Rohstoffen“ und „biologisch abbaubar“ dürfen jedoch nicht gleichgesetzt werden: Produkte aus nachwachsenden Rohstoffen müssen nicht biologisch abbaubar sein, genauso wenig bestehen biologisch abbaubare Kunststoffe immer aus nachwachsenden Rohstoffen, denn auch fossile Bestandteile können von Mikroorganismen abgebaut werden.
Wird von Biokunststoffen gesprochen, so kann man dieses Wort verstehen als Abkürzung für biologisch abbaubare Kunststoffe. Die Herstellung dieser ist davon geleitet, einen möglichst großen Teil der Inhaltsstoffe durch erneuerbare Ressourcen zu ersetzen.
Ein wenig irreführend ist beispielsweise das biologische abbaubare Material Ecoflex des Unternehmens BASF, da es vollständig aus fossilen Ressourcen hergestellt wird. Ein neues gemischtes Polymer hingegen, Ecovio, besteht nun aus 55%Exoflex und 45%PLA. PLA, Polymilchsäure, beruht auf nachwachsenden Ressourcen.
Auch Europas größter Biokunststoffhersteller Novamont stellt ein Produkt namens Mater-Bi her, welches sowohl aus Stärke als auch aus synthetischen, also fossilen Polymeren besteht.
Die Hauptmotivation von Unternehmen, vermehrt nach Biokunststoffen zu forschen, liegt im Entwickeln von alternativen Ressourcen, weniger in der Einsparung von CO2. Philipp Depieureux, Geschäftsführer des Verpackungsherstellers alesco und Vorstandsmitglied des Verbandes European Bioplastics wiefolgt:
„Wir haben das Projekt Bioplastics vor ca. 5 Jahren gegründet und wenn wir an die künftigen Generationen denken, in 50 bis 80 Jahren werden die Ölquellen versiegt sein und da müssen wir uns jetzt als Verpackungshersteller auch Gedanken machen.“
Welche Biokunststoffe es gibt
Die wichtigsten Biokunststoffe sind PLA mit rund 43% Marktanteil gefolgt von Stärke basierten Polymeren mit 36%, wie in der Verpackungsrundschau (2/2008) nachzulesen ist. Dem Artikel zufolge bestanden 2006 nur 0,1 Prozent aller Verpackungen aus Biokunststoffen.
Dennoch sind sie bereits in der Lage in vielen Bereichen herkömmliche Kunststoffe zu ersetzten. Insbesondere in der Verpackungsbranche gibt es breite Anwendungsmöglichkeiten.
Nur 4% des geförderten Erdöls gelangt in die Kunststoffherstellung.
Der größte Anteil, 90%, werden als Brenn- oder Treibstoff eingesetzt.
Dennoch sind Produkte aus Kunststoffen aus dem Alltag nicht wegzudenken.
In welchen Lebensbereichen spielt Plastik eine Rolle?
Was die Einsatzgebiete von Kunststoffen angeht, so fallen in Westeuropa 37 % auf Verpackungen 21 % auf den Bausektor, 8 % auf die Automobilindustrie, 7 % auf die elektro(technische) Industrie und 27 % auf Sonstige (darunter Möbel, Haushaltsgeräte, Landwirtschaft).
Die Kunststoffindustrie ist sehr stark auf Rohöl angewiesen und von den Marktpreisen fossiler Energieträger abhängig. Mit sich verschärfender Rohstoffknappheit wird es für die Kunststoffindustrie immer wichtiger, von der Petrochemie, also den aus fossilen Rohstoffen erzeugten Produkten wegzukommen. Zwar betragen die Preise für Biokunststoffe immer noch 2,5 bis 7,5 mal so viel wie die herkömmlichen, aber durch den Preisanstieg des Rohöls wird langfristig ein Preisangleich bis hin zu einem Wettbewerbsvorteil erwartet.
„Es sind interessante Wachstumsraten da, ich vermute, dass es so weiter gehen wird, weil die firmen sich es gut vorstellen können, dass sich petrochemische kunststoffe verteuern werden, deshalb steigen viele um oder probieren mal was neues aus.“, so Bettina Schmidt von CARMEN, dem Centralen- Agrar-Rohstoff-Marketing- und Entwicklungs-Netzwerk e.V.
verbrennen vs. recyceln vs. kompostieren vs. vergären
Laut Kreislauf- und Abfallwirtschaftsgesetz sollte man Abfälle, also auch Verpackungsabfälle zuerst stofflich recyceln bevor man sie in einer Müllverbrennungsanlage verbrennt, selbst wenn dabei geringfügig Energie erzeugt wird.
Werden die Verpackungen als Brenn- oder Treibstoff eingesetzt, ist die Nutzung eine einmalige, dabei könnten Kunststoffprodukte viel langfristiger genutzt werden, in Form einer Kaskade: Ein hochwertiges Produkt wird durch Recycling oder besser gesagt „Downcycling“ immer noch weiterhin nutzbar und erst am Ende des Lebenszyklus stünde die Verbrennung.
Werden Kunststoffe verbrannt, entsteht CO2, welches aus fossilen Rohstoffen stammend, den Treibhauseffekt verstärkt. Doch auch Kunststoffe aus nachwachsender Rohstoffbasis sind nicht klimaneutral: Zum einen gibt es bisher noch kaum Biokunststoffe, die zu 100% aus nachwachsenden Rohstoffen bestehen, zum anderen werden in ihrem Produktionsprozess Vorprodukte und Energie eingesetzt, bei denen fossile Energieträger zum Einsatz kommen. Dennoch weisen vereinzelte Studien auf einen gewissen Vorteil bezüglich der Klimaneutralität hin.
Biokunststoffe sortenrein zu trennen, um sie zu recyceln ist allerdings illusorisch. Dazu sind die Mengen viel zu gering und die Verwertungsinfrastruktur nicht gegeben. Aber sie sind ja vor allem dazu geeignet, um kompostiert zu werden.
Bei diesem Prozess lässt man die organischen Substanzen verrotten, mithilfe von Mikroorganismen. Die Polymere werden schließlich zu H20 und CO2 umgesetzt. Sie müssten also nicht verbrannt oder deponiert werden.
Ist aber die Kompostierung tatsächlich die umweltschonendste und ressourcensparendste Option? Immerhin könnte durch eine Verbrennung zusätzlich Energie gewonnen werden, die während der Kompostierung in der Regel verpufft. Insbesondere wenn es sich um energieeffiziente und emissionsarme Heizkraftwerke handelt. Fest steht jedenfalls: Eine Kompostierung ist in jedem Falle die kostengünstigere Entsorgungsoption.
Vorteile der Kompostierung wiederum wären die Herstellung von Dünger und somit eine Rückführung der Nährstoffe in den Nährstoffkreislauf. Aber: Da die beschriebenen Verpackungen hauptsächlich aus Kohlenstoff- Wasserstoff- und Sauerstoffatomen bestehen, sind hier keine Stoffe vorhanden, die von besonderem Interesse wären, sie zurück in den Boden zu bringen. Die Hauptnährstoffe von Pflanzen sind Stickstoff, Kalium und Phosphor – diese Stoffe sind in den Verpackungen aus Biokunststoff nicht enthalten. Bertram Kehres von der Bundesgütegemeinschaft Kompost sieht das Verfahren der Kompostierung kritisch:
„Unserer Auffassung nach sollten Biokunststoffe eher verbrannt als kompostiert werden. Wertgebende Inhaltstoffe, die normalerweise in Kompost zu finden sind, sind vor allem Planzennährstoffe und organische Substanz. Pflanzennährstoffe in biologisch abbaubaren Werksstoffen sind so gut wie nicht vorhanden, deshalb ist der Nutzen für den Kompost sehr gering während der Heizwert von trockenen Verpackungen recht hoch ist.“
Skeptische Worte seitens der Kompostierungsanlagenbetreiber können auch vernommen werden: Ist erst einmal das System der Biokunststoffe eingeführt, wird befürchtet, dass die Hemmschwelle sinkt, auch andere nicht kompostierbare Kunststoffe in den Biomüll zu werfen.
„Abbaubare Getränkeverpackungen oder ähnliches werden in Kompostierungsanlagen in der Regel im Vorfeld aussortiert, weil sie als solche von den anderen nicht zu unterscheiden sind.“, ergänzt Bertram Kehres.
Bleibt noch die Möglichkeit der Vergärung. Bei einer Vergärung werden die organischen Stoffe unter Sauerstoffausschluss umgesetzt, dabei entsteht Methan. Das wiederum kann zur Energieerzeugung verbrannt oder in das Erdgasnetz eingespeist werden. Der Vergärungsprozess ist aber sehr störungsanfällig. Bisher gibt es wenig Erfahrungen mit Biokunststoffen in der Vergärung. Bertram Kehres vermutet, dass auch bei der Vergärung die Biokunststoffe als Störstoffe heraussortiert würden. Auch ist keine Pauschalaussage zur Vergärung möglich, weil es so viele verschiedene Biokunststoffe gibt.
Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion?
Es besteht durchaus Optimierungspotenzial, Produkte so zu entwickeln, dass sie lediglich aus jenen Teilen der Pflanze hergestellt werden, die für den menschlichen Verzehr ungeeignet sind. Einen Ansatz bietet da die Nutzung von Lignocellulose. Bisher erfolgt die Herstellung aber noch in so einem geringen Maße, dass eine Auswirkung auf Nahrungsmittelpreise nicht befürchtet wird.
Allerdings wird der Einsatz von Gentechnik kritisiert, denn um hohe Stärke bzw. Zuckererträge zu erzielen wird z.B. in den USA genmanipulierter Mais eingesetzt.
wiseum - 18. Aug, 22:07
