Biokunststoff
Landet Bioplastik-Geschirr im Müll, ist herkömmliches Plastik umweltfreundlicher

Biokunststoff liegt im Trend. Doch oft ist herkömmliches Plastik besser für die Umwelt. Lediglich neue Arten von Biokunststoffen zu entwickeln, hilft nicht. Man muss auch Wege finden, den Abfall besser zu trennen.

Niklaus Salzmann
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Auch bei der Produktion von Biokunststoff aus Mais wird Erdöl verbraucht.

Auch bei der Produktion von Biokunststoff aus Mais wird Erdöl verbraucht.

Keystone/dpa/DANIEL KARMANN

Die Lösung für das Plastikproblem scheint auf der Hand zu liegen: Wir müssten sämtliche Kunststoffe durch kompostierbare Alternativen ersetzen. Trinkbecher, Verpackungsfolien, Tragtaschen, das alles gibt es inzwischen aus Biokunststoff zu kaufen. Doch es gibt einen Haken. Dass ein Kunststoff «biologisch abbaubar» ist, heisst noch lange nicht, dass er auf der Wiese, am Seeufer oder im Meer – wohin noch immer ein grosser Teil des weltweit produzierten Plastiks gelangt – verrottet. Bei den meisten sogenannt kompostierbaren Kunststoffen klappt dies nur in industriellen Kompostieranlagen.

Doch ein Forscherteam aus Irland und Belgien ist der Lösung des Entsorgungsproblems nun einen Schritt näher gekommen. Die Wissenschafter haben untersucht, wie rasch sich gewisse Mischungen von Plastik unter verschiedenen Bedingungen zersetzen. Sie interessierten sich besonders für PLA, einen der beliebtesten Biokunststoffe auf dem Markt. Daraus werden unter anderem durchsichtige Plastikbecher hergestellt, die unter normalen Bedingungen ausgesprochen dauerhaft sind. Was die Forscher entdeckten, erstaunte sie selber: Wenn sie PLA mit einem anderen Kunststoff namens PCL vermischten, entstand ein Material, das sich unter Bedingungen, wie sie in einem Hauskompost herrschen, vollkommen zu Kohlendioxid, Biomasse und Wasser zersetzte.

Aus Erdöl, aber abbaubar

Einen ähnlichen Erfolg vermeldeten vor wenigen Wochen auch die ETH Zürich und das Wasserforschungsinstitut Eawag. Ihre Forscher hatten nach einer biologisch abbaubaren Mulchfolie für die Landwirtschaft gesucht. Und siehe da: Der Kunststoff PBAT – der notabene aus Erdöl hergestellt wird – wird von den Mikroorganismen im Boden vollständig abgebaut. PBAT-Folien könnten also in der Landwirtschaft eine sinnvolle Alternative zu den herkömmlichen Plastikfolien aus nicht abbaubarem Polyethylen sein.

Das tönt alles verheissungsvoll. Doch so einfach ist es nicht: Dass ein Kunststoff rasch zersetzt wird, heisst noch lange nicht, dass er auch die Umwelt schont. Für eine ökologische Einschätzung muss der gesamte Lebenszyklus eines Produkts betrachtet werden, angefangen bei den Rohstoffen, aus denen ein Kunststoff hergestellt wird. Es gibt kompostierbares Plastik aus Erdöl, doch meist ist das Ausgangsmaterial Mais. Sein Anbau braucht Boden und Wasser – und Erdöl, zum Beispiel als Treibstoff in den Traktoren, aber auch für industrielle Prozesse wie die Herstellung von Dünger. Die Deutsche Umwelthilfe schreibt deshalb in einem aktuellen Infopapier, dass Kunststoffe aus nachwachsenden Rohstoffen keine generellen Umweltvorteile aufweisen und in manchen Aspekten sogar stärkere Umweltauswirkungen haben als herkömmliche Kunststoffe.

Zudem stellt sich die Frage, wofür die für den Anbau benötigte Landwirtschaftsfläche sonst verwendet werden könnte. «Wenn Bioplastik Lebensmittel konkurrenziert, stellt dies aus ökologischer Sicht keine sehr sinnvolle Alternative zu herkömmlichem Kunststoff dar», sagt Regula Bickel vom Forschungsinstitut für biologischen Landbau (FiBL). «Wenn für die Herstellung statt Lebens- und Futtermittel Abfall verwendet würde, könnte Agrokunststoff aber eine sinnvolle Alternative sein.»

In diese Richtung geht die Forschung des Physikers Rudolf Koopmans am Plastics Innovation Competence Center in Fribourg. «Wir müssen uns von der Natur inspirieren lassen», sagt er. Denn im Kreislauf der Natur finden sich jede Menge Materialien, aus denen sich Kunststoff herstellen lässt. Und viele davon fallen gerade in Industrieländern in grossen Mengen als Abfall an – diese möchte er verwenden, statt dass sie verbrannt werden. Aus Hühnerfedern hat er bereits einen Kunststoff produziert, solche aus Tomatenresten oder Eierschalen könnten folgen. An der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften (ZHAW) in Wädenswil werden derweil Kunststoffe aus Algen erforscht. Das Problem dabei: Die Produktion braucht viel Energie und Lösungsmittel – noch ist Algen-Plastik keineswegs umweltfreundlich.

Ein wichtiger Faktor für die Umweltbilanz eines Kunststoffes sind auch seine Materialeigenschaften. Nicht immer reicht die Qualität von Biokunststoffen an diejenige des herkömmlichen Plastiks heran. Um dies zu kompensieren, können beispielsweise etwas dickere Plastikschichten verwendet werden. Dadurch wird ein Produkt aber schwerer und benötigt deshalb mehr Energie für Transporte. Gerade biologisch abbaubare Kunststoffe sind oft auch nicht so dauerhaft wie ihre klassischen Pendants. Sie gehen also rascher kaputt und müssen ersetzt werden – es muss mehr produziert werden.

Die wichtigsten Biokunststoffe

In der Schweiz wird jährlich rund eine Million Tonnen Kunststoff verbraucht. Produkte aus biologisch abbaubarem Kunststoff machen ungefähr 3000 Tonnen aus. Die vier am häufigsten verwendeten Biokunststoffe:

Polylactid (PLA) wird vorwiegend aus Maisstärke gewonnen und entsteht durch eine chemische Reaktion mit Milchsäurebakterien. Die Verwendung von Rohstoffen aus gentechnisch veränderten Pflanzen kann auch in Europa nicht ausgeschlossen werden. PLA wird zur Herstellung von Folien, Bechern, Flaschen und weiterer Gebrauchsgegenstände genutzt. Kompostierbar ist dieser Bioplastik nur in industriellen Werken.

Thermoplastische Stärke/ Stärkeblends (TPS) wird meist aus Mais, Kartoffel, Tapioka oder Weizen gewonnen. Der Anwendungsbereich liegt vor allem in der Verpackungs-und Cateringindustrie, im Agrarbereich sowie im Garten- und Landschaftsbau. Es wird aber auch zur Herstellung von Hygieneartikeln, Textilien und medizinischen Produkten wie Kapseln und Operationsmaterial genutzt. TPS ist komplett biologisch abbaubar.

Polyhydroxyalkanoate (PHA) Werden durch Bakterien aus Zucker, Glukose oder Pflanzenölen gewonnen. Je nach Bakterienstamm und Kohlenstoffquelle entstehen unterschiedliche Kunststoffe mit verschiedenen Eigenschaften. Sie
werden vor allem für Verpackungsmaterial, aber auch im medizinischen Bereich (Nähte oder Implantate) angewendet. PHA bauen sich sowohl an der Luft als auch im Wasser ab.

Cellulosederivate werden aus Cellulose hergestellt, die chemisch aus Holz oder Baumwollresten extrahiert wird. Die Zellulose kann zu Celluloseacetat verarbeitet werden, woraus sich etwa Brillengestelle oder Verpackungsfolien herstellen lassen. Die Abbaubarkeit ist gering, kann jedoch mit biologischen Weichmachern verbessert werden.

Bio ist nicht gleich bio

Die Begriffe Bioplastik oder Biokunststoff werden auf zwei verschiedene Weisen verwendet.

Biokunststoff im Sinne des Bundesamts für Umwelt (Bafu) bezeichnet biologisch abbaubare Werkstoffe, also Materialien, die von natürlich vorkommenden Mikroorganismen unter gewissen Bedingungen komplett abgebaut werden. Ob sie aus erneuerbaren Rohstoffen oder aus Erdöl hergestellt wurden, spielt dabei keine Rolle.

Manchmal wird der Begriff aber auch für Kunststoffe aus nachwachsenden Rohstoffen wie Mais oder Zuckerrüben verwendet. Das bedeutet nicht, dass diese Materialen biologisch abbaubar sind. Mit biologischer Landwirtschaft hat der Wortteil «Bio» hier nichts zu tun.

Für die Konsumenten ist die Situation unübersichtlich, eine standardisierte Kennzeichnung existiert nicht. Einzig für biologisch abbaubare Grünabfallsäcke hat sich die Branche geeinigt: Säcke, die mit einem Gitterdruck versehen sind, dürfen in die Grünabfuhr gegeben werden. Das heisst aber nicht, dass sie auch im Hauskompost zersetzt werden.

Bioplastik landet im Müll

Und am Ende der Lebensdauer kommt dann die Frage auf, was mit einem Produkt passiert. Falls ein Kunststoff in der Natur landet, sollte er sich rasch zersetzen. Doch gerade in der Schweiz wird ein grosser Anteil gesammelt. Produkte aus dem Bioplastik PLA landen in aller Regel im Müll – was den Vorteil hat, dass die beim Verbrennen frei werdende Energie genutzt werden kann. Doch ökologisch sinnvoller wäre Recycling. Dazu der Plastikforscher Koopmans: «Damit Biokunststoff zur Lösung unserer Probleme beiträgt, braucht es so grosse Mengen, dass sich auch dabei das Recyceln lohnt. Dazu müssen wir auch Wege finden, um den Abfall besser zu trennen.» Wenn dagegen an einem Festival PLA-Geschirr verwendet wird, dieses aber im Müll landet, wäre herkömmliches Plastik wohl umweltfreundlicher gewesen.

Ähnliches zeigte eine kürzlich erschienene Untersuchung der dänischen Umweltschutzbehörde. Dort wurde die Umweltbelastung durch Tragtaschen untersucht. Das Resultat: Konventionelle Plastiksäcke schneiden am besten ab. Um mit ihnen zu konkurrieren, müsste ein Biobaumwollsack 20 000-mal verwendet werden.

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