Die Folgen des Plastikkonsums sind allgegenwärtig: Einerseits gibt es den sichtbaren Plastikmüll, den die Menschheit in der Natur hinterlässt – mit all seinen furchtbaren Folgen. Andererseits zersetzen sich Kunststoffe im Laufe der Zeit, sodass Mikroplastik, also Kunststoffteile, die zwischen 1.000 Nanometer und 5 Millimeter klein, entsteht und auch in die Nahrungskette gelangen. Nachhaltige Alternativen sind gesucht – wir geben dir hier einen Überblick zu den Entwicklungen.
Nachhaltige Kunststoffe – keine neue Idee
Als Spezialisten für nachhaltige Verpackung und unkomplizierte Verpackungslösungen für verschiedenste Bedarfe befassen wir uns naturgemäß mit diesem großen Thema: nachhaltige Kunststoffe, die unsere Umwelt entlasten.
Doch dieser notwendige Trend ist keineswegs so neu, wie Du vielleicht vermutest: Schon um 1870 wurden in den USA Biokunststoffe hergestellt! Als Ausgangsstoff für die thermoplastischen Kunststoffe wurde damals Zellulose verwendet. Ziel war es, ein neues Material für Billardkugeln zu entwickeln, die damals traditionell aus Elfenbein gefertigt wurden.
Nun erwies sich dieser Biokunststoff, das Celluloid, als durchaus brauchbar, sodass der Anwendungsbereich auf Spielzeuge, Brillenfassungen und weitere Produkte ausgedehnt wurde. Schon 1897 ergänzte eine weitere Entwicklung von Biokunststoff das Portfolio, bei dem Milchprotein als Ausgangsstoff zum Einsatz kam.
Dieses Verfahren hat sich bis heute bewährt: Zwar werden keine Radiogehäuse mehr daraus hergestellt, aber Füllfederhalter und Stricknadeln aus Milchprotein hast Du vielleicht heute noch in Gebrauch.
In unserem Blogbeitrag informieren! Nachhaltige Kunststoffe setzen wir beispielsweise bei unseren Beutelverpackungen oder Versandtaschen aus Kunststoff ein. |
Die große Wende: erdölbasierte Kunststoffe – großes Potenzial, niedrigere Kosten
Mit der Entwicklung erdölbasierter Kunststoffe erhielten die Biokunststoffe in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts eine deutlich preiswertere Konkurrenz: Polyamid, Acryl und Polystyrol waren die ersten Alternativen; seit den 1950er Jahren kamen Polyethylen und Polypropylen hinzu. Die kostenintensiveren Biokunststoffe hatten gegen diese – aus damals billigem Erdöl hergestellten und vielseitig einsetzbaren Kunststoffe – keine Chance mehr. Doch diese Materialien sind aus mehreren Gründen nicht die optimale Lösung.
Einerseits spielen die Kosten eine Rolle: Der Preis für Erdöl ist gestiegen, aber vor allem gelten immer strengere Umweltauflagen, die im Ernstfall auch hohe Strafzahlungen nach sich ziehen. Andererseits spielt der Umweltschutz die Hauptrolle, die dem gesellschaftlichen Druck Rechnung trägt: Natürliche und endlich vorkommende Ressourcen sollen verantwortungsvoll eingesetzt werden. Die Industrie steht hier in vielen Bereichen vor einer großen Herausforderung, deren Bewältigung nicht zuletzt über ihre Zukunftsfähigkeit entscheidet.
Im Prinzip eröffnen sich zwei Wege:
- Eine funktionierende Kreislaufwirtschaft soll die Wiederverwendung bereits verarbeiteter natürlicher Rohstoffe gewährleisten.
- Neue Kunststoffe sollen die Antwort auf die drängenden Probleme unserer Zeit liefern.
Es liegt auf der Hand, dass wir uns als Verpackungsprofis mit den aktuellen Entwicklungen genauestens auseinandersetzen – insbesondere mit nachhaltigen Kunststoffen. Denn eines ist auch Fakt: Kunststoffe weisen so komfortable Eigenschaften auf, wie zum Beispiel die enorme Vielfalt an Einsatzmöglichkeiten, die Haltbarkeit und die Stabilität, dass sie sich nicht so einfach durch andere natürliche Materialien ersetzen lassen. Wo geht also die Reise in Bezug auf nachhaltige Kunststoffe hin?
Biobasierte und biologisch abbaubare Kunststoffe: Was ist der Unterschied?
Derzeit sehen wir zwei grundlegende Trends, die wir Dir näher erläutern wollen:
Diese Kunststoffe entstehen entweder teilweise oder komplett aus nachwachsenden Rohstoffen. Du hast vielleicht schon von Polyactiden bzw. Polymilchsäuren (PLA) oder Polyhydroxyalkanoaten bzw. Polyhydroxyfettsäuren (PHA) gehört. Während erstere synthetische und zu den Polyestern zählende Polymere darstellen, die aus zahlreichen Milchsäuremolekülen bestehen, sind PHA in der Natur vorkommende, lineare und wasserunlösliche Biopolyester. Diese werden von Bakterien gebildet und sind biologisch abbaubar.
Darüber hinaus gibt es die aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellten Polymere PP, PE und PA, die sich längst vor allem in der Verpackungsindustrie etablieren konnten – allerdings nicht darüber hinaus. Die Eigenschaften dieser Kunststoffe reichen für andere technische Anwendungen (noch) nicht aus. Hier sind aber weitere innovative Entwicklungen zu erwarten, sodass sich eine spannende Perspektive eröffnet.
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biobasiert |
recyclebar |
biologisch abbaubar |
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Das Material besteht vollständig oder zu einem gewissen Anteil aus nachwachsenden Rohstoffen. Neben Cellophan oder Gummi zählen dazu auch PLA und PHA sowie Bio-PE oder Bio-PET. |
Kunststoffe sind dann recyclebar, wenn sie sich wiederverwerten oder wiederaufbereiten lassen. Für ein effizientes Recycling müssen die Materialien möglichst sortenrein getrennt werden. Die Kunststoffe können dann beispielsweise zerkleinert und durch Erhitzen neu geformt werden. |
Mit Hilfe von Mikroorganismen lassen sich solche Kunststoffe zersetzen, wodurch Wasser, CO2, Methan und Biomasse übrigbleiben. Für eine Zertifizierung gibt es festgelegte Normen, die bestimmte Standards und Bedingungen für den Abbauprozess und das Endprodukt festlegen. |
Die Grenzen zwischen biobasierten und biologisch abbaubaren Kunststoffen
Die Einordnung ist gar nicht so einfach, deswegen schauen wir zunächst auf die allgemeinen Definitionen:
Biokunststoff
Demnach darf ein Kunststoff als Bioplastik, Biokunststoff oder biobasierter Kunststoff bezeichnet werden, wenn dieser auf der Grundlage nachwachsender Rohstoffe hergestellt wird. Biologisch abbaubar muss er deswegen gar nicht sein.
Dementsprechend werden heute vor allem Polyactid Acide (PLA) genutzt. Die Basis bilden Milchsäuren, die aus der Stärke von Zuckerrohr, Kartoffeln oder Mais gewonnen werden. Du kennst mit Sicherheit Artikel aus PLA, wie beispielsweise Abfallbeutel für Bioabfälle. Die Einsatzbereiche dieser nachhaltigen Kunststoffe sind Landwirtschaft und Gartenbau, aber auch Textilien, Verpackungen, kurzlebige Konsumgüter und die Automobilbranche.
Aber: Der Begriff Biokunststoff ist grundsätzlich nicht geschützt und wird auch für andere Kunststoffe, wie zum Beispiel Mischungen aus erdöl- und rohstoffbasierten Kunststoffen verwendet.
Während einige Kunststoffe also biobasiert sind, sind andere biologisch abbaubar – und einige wenige vereinen diese beiden Beschreibungen in sich. Doch wir haben es hier mit zwei sehr unterschiedlichen Zuschreibungen zu tun:
Bioabbaubarkeit
Für diese Eigenschaft gibt es die DIN EN 13432, die genau definiert, dass ein bioabbaubares Material innerhalb eines festgeschriebenen Zeitraums und unter klar definierten Bedingungen zu über 90 Prozent abgebaut sein muss – und zwar in Kohlendioxid, Wasser und Biomasse. Die Bedingungen beziehen sich auf die Temperatur, den Sauerstoff und die Feuchtigkeit sowie Mikroorganismen und Pilze.
Wie schon beschrieben: Diese Bioabbaubarkeit setzt nicht voraus, dass der Kunststoff aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt ist, sondern hängt einzig und allein von der chemischen Struktur des Werkstoffs ab und damit von seiner Möglichkeit, sich im Zuge biologischer Aktivitäten in natürliche Stoffwechselendprodukte umzuwandeln.
Und genau hier beginnen oft die Missverständnisse: Biokunststoff wird oft genug mit einem Kunststoff gleichgesetzt, der sowohl biobasiert als auch biologisch abbaubar ist – und das kommt ausgesprochen selten vor. Eine echte biologische Abbaubarkeit ist nämlich nur in sehr wenigen Fällen gegeben.
Fakt ist jedoch, dass dieser Prozess selbst in industriellen Kompostieranlagen nicht schnell genug vor sich geht. Das Ergebnis: Die Tüten landen als Störstoff, also nicht verrotteter Stoff, in der fertigen Komposterde und müssen manuell entfernt werden. Es lässt sich nicht vermeiden, dass auf diese Weise bis zu einem Drittel dieser wertvollen Erde wieder verloren geht. Außerdem ist der Arbeitsaufwand enorm.Wie verhält sich Biokunststoff in der Natur?
Die Vorteile im Vergleich zu erdölbasierten Kunststoffen sind nur gering: Auch in der Natur sind die Bedingungen in Bezug auf die Zersetzung alles andere als optimal, zumal Pilze und zersetzende Enzyme fehlen. Das bittere Fazit lautet also: Auch der gängige Biokunststoff widersetzt sich also in der Natur für sehr lange Zeit – und im kalten Meer über Jahre – der Zersetzung.
 Mit (wenigen) Ausnahmen: Einige Biokunststoffe kannst du tatsächlich kompostieren. Du erkennst sie an einem speziellen Siegel, das die Gartenkompostierbarkeit ausdrücklich bestätigt. |
Nicht zu unterschätzen: Rezyklate als nachhaltige Kunststoffe
Das klingt nicht sehr ermutigend? Aus unserer Sicht sind dies Schritte in die richtige Richtung, die konsequent weitergegangen werden sollten. Und damit sind wir bei einem Thema, das ebenso wichtig ist: Recycling bereits verarbeiteter Kunststoffe.
Hier sehen wir ein spannendes Potenzial für den Umweltschutz: Recyclate sind nämlich Werkstoffe, die sich nach der geplanten Verwendung wieder zu Granulat verarbeiten und erneut zur Herstellung von Kunststoffprodukten einsetzen lassen.
Das Problem besteht darin, dass dazu eine sortenreine Trennung der Kunststoffe Voraussetzung ist – und die lässt sich nicht immer umsetzen. Bislang gibt es nur für einige Kunststoffe wie PET geschlossene Kreisläufe: Ein Großteil des verarbeiteten Materials fließt demnach als Recyclat wieder zurück und wird erneut verarbeitet. Leider sind 100 Prozent nicht möglich, sodass ein Anteil nach wie vor thermisch verwertet und ersetzt werden muss.
Andere Recyclate bestehen aus gemischten Kunststoffen, die durchaus wieder angewendet werden können. Allerdings sinken mit jedem Kreislauf die Materialanforderungen. Das geschieht beispielsweise bei Mehrweggetränkekisten oder bei der Asphaltherstellung. Der Bitumenmischung wird bis zu 15 Prozent an Kunststoffabfällen beigemengt, damit der Straßenbelag nicht nur günstiger, sondern auch temperaturstabiler wird.
Nachhaltiger Biokunststoff – ist das überhaupt möglich?
Aus unserer Sicht ist dies die Frage unserer Zeit. Bislang wird sie vom Umweltbundesamt so beantwortet, dass ein tatsächlich nachhaltiger Biokunststoff nach DIN EN ISO 14040 sowie 14044 eine positive Ökobilanz vorweisen muss – und das ist (noch) nicht der Fall. Kein Hersteller von nachhaltigen Kunststoffen konnte bislang im Rahmen einer solchen Bilanz oder andersgearteter Studien belegen, wie die ökologischen Effekte der angebotenen Biokunststoffe in der Realität aussehen.
Dem Grundsatz nach müsste ein solcher Biokunststoff an einigen Stellen seine ökologische Überlegenheit im Vergleich zu erdölbasierten Kunststoffen belegen. Dazu müsste er folgende Kriterien erfüllen:
- Die Rohstoffe zur Kunststoffherstellung stammen aus nachhaltiger Landwirtschaft. Im besten Fall sind es Reststoffe aus der Herstellung landwirtschaftlicher Produkte und von Nahrungsmitteln.
- Die Kunststoffprodukte sind mehrfach verwendbar.
- Geht der Produktlebenszyklus zu Ende, lassen sich die Kunststoffe hochwertig verwerten – entweder stofflich oder energetisch.
Fazit: Nachhaltige Kunststoffe - es gibt noch viel zu tun!
Derzeit erfüllt kein am Markt erhältlicher Biokunststoff diese Anforderungen. Trotzdem sehen wir in den heute verfügbaren Bio- und biologisch abbaubaren Kunststoffen bereits Entwicklungsschritte, die Mut machen. Diese neuen Materialien kommen bereits in den unterschiedlichsten Bereichen unserer Wirtschaft zum Einsatz.
Auch wir als Verpackungsspezialisten profitieren davon. Natürlich müssen die Entwicklungen weiter betrieben werden, um unsere Umwelt auch auf lange Sicht zu entlasten. Ebenso wichtig ist aus unserer Sicht jedoch das Recycling bereits verarbeiteter Kunststoffe, die sich ohne Probleme wieder in sinnvolle Produkte weiterverarbeiten lassen. Es ist ein großes Thema – und wir bleiben natürlich für dich am Ball.
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Hast du noch Fragen zur Nachhaltigkeit unserer Verpackungslösungen? Kontaktiere gerne unsere Experten, die dich gerne unterstützen oder schreibe uns via hello@palamo.com. |
