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Biobasierte Kunststoffe: Definition, Herstellung und Anwendungen
06.11.2023 |
Birgit Brüggehofe |
Natur und Umwelt Biokunststoffe - was steckt drin?
Hersteller von Bioprodukten greifen gern zu Bio-Plastik und biobasierten Kunststoffen, weil deren Basis nachwachsende Rohstoffe bilden - wie zum Beispiel Polyethylen (PE), für das Mineralöl kein Muss ist. Gleichen sie in der chemischen und molekularen Struktur klassischen Kunststoffen, lassen sich Biokunststoffe prinzipiell genauso verwenden und entsorgen. In Biokunststoff stecken biogene Rohstoffe wie Zucker, Stärke und Cellulose aus Pflanzen wie Mais, Zuckerrohr, Zuckerrüben oder Holz. Zu den kommerziell verfügbaren biobasierten Kunststoffen gehören z. B.
- Polylactid (PLA)
- Polyhydroxyalkanoate (PHA)
- Cellulosederivate wie Celluloseester (CA)
- Cellulose Acetate Butyrate (CAB)
- Polyethylen (PE)
- Polyethylenterephthalat (PET)
Was ist typisch biobasierter Kunststoff?
Kein biobasierter Kunststoff ist 100 Prozent bio. Wie erkennst du den biobasierten Anteil? Indem du Polymere und Produkte anhand der Standards CEN/TS 16137 für Polymere sowie der EN 16785-1 für Produkte genauer betrachtest. Biobasierte Kunststoffe können neben erneuerbaren Rohstoffen auch Zusätze wie z. B. Stabilisatoren enthalten. Der Bioanteil von Polyethylenterephthalat (PET) beträgt aktuell maximal 30 Prozent. In der chemischen Struktur können sich bio- und fossilbasierte Kunststoffe übrigens gleichen - wie bei Polyethylen oder Polyamiden (biobasiert und fossilbasiert möglich). Auf der anderen Seite stehen Kunststoffe, die sich ausschließlich biobasiert herstellen lassen. Um die zahlreichen Polymerarten für die Wiederaufbereitung besser trennen zu können, hat sich die DIN SPEC 91446 der Klassifizierung von Kunststoff-Rezyklaten angenommen.
Was zeichnet biologisch abbaubare Kunststoffe aus?
Wer biologisch abbaubarer Kunststoff sagt, meint den Abbauprozess: Wie lange dauert es, bis nur noch Kohlenstoffdioxid (CO2) und Wasser zurückbleiben? Nicht jeder biobasierte Kunststoff ist automatisch auch biologisch abbaubar - biobasiertes PET ist es z. B. nicht. Biologisch abbaubare Kunststoffe bestehen aus thermoplastischer Stärke, Cellulose, abbaubaren Polyestern oder dem aus Maisstärke gewonnenen Polylactid (PLA, auch Polymilchsäure). Auch Polyhydroxyfettsäuren (PHF) sind thermoplastische Polyester: Um sie aus Zucker und Stärke zu gewinnen, braucht es Bakterien oder Pilze. Diese Mikroorganismen speichern die PHF; anschließend wird sie aus den Zellen extrahiert. Je nach Substrat und Bakterienart lässt sich aus PHF eine Vielfalt an biologisch abbaubaren Kunststoffen unterschiedlichster Eigenschaften gewinnen.
Was entsteht aus Biokunststoff?
- Folien
- Beschichtungen
- Spritzgusswaren
- medizinischen Artikeln
- Verpackungs- und Faserwerkstoffen
zur Anwendung.
Mehr als 60 Prozent aller Biokunststoffe verwandeln sich in Verpackungen wie etwa Plastikbeutel zum Transport von Gemüse und Obst. Hersteller von Biolebensmitteln schätzen biobasierte Kunststoffe z. B. als - Folienverpackungen (Beutel für Trocken- oder Tiefkühlwaren, Schrumpf- oder Stretchfolie) - Behälterverpackungen - Flaschen, Kanister - Verschlüsse, Tuben - Beschichtung von Papierverpackungen Bei Fleisch- und Milchprodukten dagegen werden biobasierte Kunststoffe den strengen Anforderungen an diese Verpackungen kaum noch gerecht, weil sie - anders als konventionelle Kunststoffverpackungen - z. B. Luft und Sauerstoff durchlassen.
Wohin mit biologisch abbaubarem Kunststoff?
Biologisch abbaubare Sammelbeutel sind beliebt. Wie bio sind sie wirklich? Zum Sammeln von Bioabfall im Haushalt oder den Transport von Bellos Hinterlassenschaften unterwegs machen sie Sinn, aber gehören danach in den Restmüll, nicht in Biotonne oder Kompost. Allenfalls industrielle Großkompostieranlagen mit Temperaturen weit über 60 °C können solche Materialien restfrei abbauen. Sprich, Biokunststoff - als potenzielles Risiko für Mensch und Umwelt - darf weder im Garten, noch auf freiem Feld, noch im Wald verrotten - nicht einmal als Landwirtschaftsfolie oder abbaubarer Blumentopf. Um Verpackung richtig recyceln ist es wichtig je nach Objekt und Beschaffenheit in den Gelben Sack, den Restabfall oder die Wertstofftonne zu sortieren.
Warum darf Bioplastik nicht auf den Kompost?
Weder biologisch abbaubare Sammelbeutel, noch biobasierte (Einweg-)Verpackungen sind Bioabfälle, die sich dafür qualifizieren, zu Dünger für die Landwirtschaft und Kompost für Blumenerde zu werden. Leider sind unsere Kompostwerke noch nicht auf den kompletten Abbau von Biokunststoffen eingerichtet. Bis dahin müssen Betreiber den verunreinigten Kompost aufwendig durch Aussortieren von Kunststoffresten befreien. Um dies von vornherein zu verhindern, nutzen einige Kommunen ihre rechtliche Abfallsatzungshandhabe, indem sie die Nutzung ungeeigneter Beutel aus technischen Gründen verbieten. Erlaubt dagegen: Müllbeutel, die ab November 2023 gem. Bioabfallverordnung Anhang 5 für Bioabfall zugelassen und nach DINplus und EN13432 zertifiziert sind, erkennbar an der flächendeckenden Bedruckung mit dem Keimling-Symbol. Material, das innerhalb von sechs Wochen zu zerfallen verspricht.
Welchen Marktanteil haben Biokunststoffe?
Welche Verantwortung tragen die Verpackungshersteller?
Hersteller können einiges tun, um Versandverpackungen aus Karton nachhaltig zu optimieren - bis zu Folienkaschierung und Druckfarben. Und Hersteller biologisch abbaubarer Verpackungen müssen Verpackungsabfälle gem. Verpackungsgesetz hochwertig verwerten und Entsorgungskosten verursachergerecht tragen. Hersteller bzw. Erstinverkehrbringer müssen sich im LUCID-Verpackungsregister registrieren - auch Hersteller von Mehrweg- und reinen Transportverpackungen, die nicht am dualen System beteiligt sind. Du exportierst regelmäßig? Gem. EU-Verpackungsrichtlinie müssen deine Exportverpackungen das Triman Logo tragen; der Recycling Code auf dem Verpackungsmaterial zeigt den fachgerechten Entsorgungsweg.
Wie Bio-Kunststoffe im Kreislauf führen?
Indem Produkte so gestaltet werden, dass sie den Kreislauf nach Wieder- und Weiterverwendung und Recycling gar nicht erst verlassen! So fallen gar keine Abfälle mehr an - maximale Quoten an Kunststoffen auf dem Weg in hochwertiges werkstoffliches Recycling vorausgesetzt. Nur Verpackungshersteller, die Recyclingfähigkeit schon beim Produktkonzept einpreisen, werden künftige Verpackungsgesetz-Quoten erreichen. Informationen dazu, was als recyclingfähig gilt, stellt die Zentrale Stelle Verpackungsregister bereit. Wo biobasierte in ihrer Struktur fossilbasierten Kunststoffen gleichen, greifen etablierte Sortierungs- und Recyclingverfahren, so dass biobasierte PET-Flaschen mit herkömmlichen PET-Flaschen recycelt werden können. Biobasierte Kunststoffe mit einer anderen chemische Struktur sortieren und recyceln die Anlagen nicht, obwohl thermoplatisch verwertbar. Was tun? Für eine Abfallverwertung sorgen, die auch solche Verpackungen aus Gelbem Sack bzw. Gelber Tonne erkennt und getrennt verwertet. Und Biokunststoffe in solchen Mengen nutzen, dass sich Sortieren und Recycling für Entsorgungsfirmen rentieren - mehr als energetische Verwertung.
Welche Vorteile bieten biologisch abbaubare Kunststoffe?
Auf den ersten Blick scheinen Bioabfallsammelbeutel die getrennte Sammlung zu erleichtern, die Sammelmengen zu steigern und den Eintrag konventioneller Kunststoffe in die Biotonne zu senken - hygienisch und bequem. Trotzdem bleiben sie Einwegprodukte. Was für sie spricht, ist der geringere CO2-Fußabdruck aufgrund nachwachsender Rohstoffe - und dass sie ebenso robust und haltbar wie herkömmliche Kunststoffe sind. Während deren Preis mit dem Rohölpreis angesichts global wachsender Energie- und Rohstoffbedarfs weiter steigen wird. Rohöl, dass zunehmend über Verfahren wie Ölsandgewinnung und Ölbohrungen gewonnen wird, die Ökosysteme wie Arktis und Tiefsee schädigen.
Welche Nachteile haben Biokunststoffe?
Derzeit werden Biokunststoffe in Kompostierungs- und Vergärungsanlagen schon in der Abfallaufbereitung ausgesiebt und wie Restmüll entsorgt, da die Technik nicht zwischen abbaubarem und konventionellem Kunststoff unterscheiden kann. Also verbietet deutsches Abfallrecht die Kompostierung biobasierter Kunststoffe generell. Wozu etwas produzieren, das ohnehin später verbrannt wird? Zumal schon der - konventionelle! - Anbau von Rohstoffen wie Zuckerrohr aufwändig, pestizidbelastet und energieintensiv ist und der Nahrungsmittelerzeugung so Flächen verloren gehen. Auch gewinnt man Bioplastik in Kanada und den USA z. B. aus Teersanden - eine wenig umweltfreundliche Praxis.
Bio vs. konventionell: Ein Vergleich
Lebensmittelakteure entlang der Wertschöpfungskette sind sich einig: Kunststoffverpackungen sind unverzichtbar für Hygiene, Haltbarkeit, Qualität und Sicherheit. Biobasierte und biologisch abbaubare Kunststoffe stehen konventionellen Kunststoffen in Festigkeit und Haltbarkeit in nichts nach. Leider kann Bioplastik im direkten Lebensmittelkontakt nicht mithalten, weil anfälliger für das Besiedeln durch abbauende Mikroorganismen - ein Kontaminationsrisiko. Auch Bio-Einwegprodukte wie Müllbeutel bieten im Vergleich keine Vorteile, da sie - anders als wiederverwendbare Lösungen - kurzlebig sind und unnötig Müll verursachen. Schlimmer noch: Verbraucher sitzen dem Charme einer plastikgewordenen Bio-Illusion auf: "Ach, wenn biologisch abbaubar draufsteht, muss ich die Abfallsortierung ja nicht so genau nehmen ..." Womit die Fehlwürfe in die Biotonne steigen. Und wie die genannten Nachteile zeigen, ist Biokunststoff nicht automatisch nachhaltiger. So fragt sich: Möchten wir global begrenzte landwirtschaftliche Flächen ernsthaft zur Produktion biobasierter Kunststoffe nutzen - oder dort besser Lebensmittel anbauen? Selbst dort, wo sich Biokunststoffproduktion Reststoffen aus der Landwirtschaft bedient, konkurriert sie mit anderer Nutzung, etwa als Tierfutter. Fazit: Diese Verpackungen sind (noch) nicht besser als konventionelle Lösungen. Erst, wenn sich Biokunststoff dank Recycling mehrfach nutzen lässt, könnten sich auch ökologisch signifikante Vorteile ergeben.
