Was sind Biokunststoffe? Biokunststoff ist ein sehr weit gefasster Begriff und wird oft für verschiedene Arten von Kunststoffen verwendet, z. B. für biologisch abbaubare Kunststoffe und biobasierte Kunststoffe. Diese Kunststoffe haben alle unterschiedliche Eigenschaften und Merkmale und damit unterschiedliche Vor- und Nachteile.
Der Einsatz von Biokunststoffen wird breit diskutiert. Bietet sie Chancen für Hersteller und Importeure von verpackten Produkten im Rahmen einer Kreislaufwirtschaft oder hat sie mehr Nachteile als Vorteile?
Dieser Artikel stellt die verschiedenen Arten von Biokunststoffen im Detail vor und beantwortet häufig gestellte Fragen zu diesem Thema.
Verschiedene Arten von Biokunststoffen
Biokunststoffe lassen sich in zwei Gruppen einteilen.
- Kompostierbare biobasierte Kunststoffe
- Nicht kompostierbare biobasierte Kunststoffe
Man kann auch Kunststoffe, die aus fossilen Rohstoffen hergestellt werden, in zwei Gruppen einteilen:
- Kompostierbare Kunststoffe (z.B. PBAT, PCL).
- Nicht kompostierbare Kunststoffe (normales PE)
Was bedeutet biobasiert, biologisch abbaubar und kompostierbar?
Der Begriff biobasiert sagt nur etwas über die Herkunft des Materials aus, aus dem die Kunststoffe hergestellt werden. Diese Kunststoffe werden aus natürlichen Materialien, wie Stärke oder Zuckerrohr, hergestellt. Die Kunststoffe sind per Definition nicht biologisch abbaubar oder kompostierbar.
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Etwas ist biologisch abbaubar, wenn Pilze und Bakterien es auf biologische Art und Weise abbauen können, ohne Rückstände zu hinterlassen. Wenn ein Material industriell kompostierbar ist, ist es genau wie biologisch abbaubar. Der Unterschied zwischen biologisch abbaubar und kompostierbar ist, dass kompostierbar eine zeitliche Begrenzung hat. Der Abbau des Kunststoffs hängt stark von Umgebungsfaktoren wie Temperatur, Vorhandensein von Sauerstoff und Wasser und Vorhandensein von Mikroorganismen ab. Kunststoff ist (industriell) kompostierbar, wenn er innerhalb von zwölf Wochen in einer industriellen Kompostieranlage bei Temperaturen bis zu 65 Grad nahezu vollständig verschwindet. Das Material wird dann in Wasser, Methan und CO2 aufgespalten. In der Natur dauert dieser Zersetzungsprozess viel länger.
1. Kompostierbare biobasierte Kunststoffe
Kompostierbare biobasierte Kunststoffe sind Kunststoffe, die aus natürlichem Material bestehen und theoretisch vollständig in einer Kompostierungsanlage verschwinden. Beispiele sind PLA, PHA und PBS.
PLA ist eine der beliebtesten Formen von Biokunststoffen und wird aus Milchsäure hergestellt, die aus landwirtschaftlichen Nutzpflanzen wie Mais und Zuckerhut gewonnen wird. Es wird zum Beispiel als Verpackungsmaterial für Lebensmittel und für Trinkbecher aus Kunststoff verwendet. Es kann auch als Tinte für 3D-Drucker verwendet werden. PLA ist industriell kompostierbar, braucht aber viel länger zur Kompostierung als Küchen- und Gartenabfälle. Das heißt, wenn die Leute ihn mit ihrem VGF-Müll wegwerfen, bleibt er trotzdem übrig und wird als Restmüll verbrannt. PlA zersetzt sich auch nicht auf dem Komposthaufen zu Hause.
PlA kann prinzipiell recycelt werden, aber nicht zusammen mit normalen Kunststoffen. Dies könnte sich negativ auf die Qualität des recycelten Kunststoffs auswirken. Es müsste daher getrennt gesammelt und in einer separaten Recyclinganlage verwertet werden. Im Moment geschieht dies in den Niederlanden noch nicht, weil es bei dem derzeitigen geringen Volumen weder in Bezug auf die Kosten noch in Bezug auf die Kosten pro Umweltnutzen interessant ist. Zurzeit wird er mit Restmüll mit Energierückgewinnung verbrannt.
2. Nicht kompostierbare (teilweise) biobasierte Kunststoffe
Nicht kompostierbare biobasierte Kunststoffe sind Kunststoffe, die teilweise aus natürlichem Material bestehen, aber wie normaler Kunststoff behandelt werden müssen. Beispiele sind Bio-PE, Bio-PET und Bio-PTT.
Gemessen am Produktionsvolumen ist Bio-PET derzeit der wichtigste biobasierte Kunststoff. Bio-PET ist teilweise biobasierter Polyester und hat genau die gleiche chemische Struktur und Eigenschaften wie herkömmliches PET. Das Material kann daher sehr gut in Produkte implementiert werden, ohne Probleme für die aktuellen Recyclingströme zu verursachen.
Konventionelles PET wird durch Polymerisation von Ethylenglykol und Terephthalsäure hergestellt. Zur Herstellung des derzeit kommerziell erhältlichen Bio-PET wird Ethylenglykol aus biologischen Rohstoffen mit erdölbasierter Terephthalsäure polymerisiert. Derzeit sind nur 20 % biobasiert, was aber immer noch einen Umweltgewinn in Bezug auf CO2-Emissionen und die Erschöpfung von Energiequellen darstellt. Um 100 % Bio-PET herzustellen, muss auch die Terephthalsäure aus natürlichen Rohstoffen gewonnen werden. Dies ist möglich, aber sehr komplex. Die Forschung konzentriert sich nun auf die Entwicklung wirtschaftlicherer Produktionswege und auf das Upscaling bestehender Produktionswege.
3. Kompostierbare Kunststoffe (nicht biobasiert)
Das sind Kunststoffe auf Ölbasis, die kompostierbar sind, wie PBAT, PCL und PVA. Diese Kunststoffe sind eine vollständig biologisch abbaubare Alternative für Polyethylen mit einer geringen Dichte und vergleichbaren Eigenschaften wie Flexibilität und Rückstellvermögen. Dadurch kann es für ähnliche Anwendungen wie Umschläge und Plastiktüten verwendet werden. Der Nachteil ist, dass es recht teuer ist und nicht so schnell kompostiert, wie es wünschenswert wäre.
PBAT ist sehr flexibel und wird daher oft mit starren biobasierten Kunststoffen (wie PLA) gemischt, um bessere mechanische Eigenschaften zu erhalten. Aufgrund seiner Flexibilität ist reines PLA nur begrenzt einsetzbar.
PCL wird in der Medizinbranche für lösliches Nahtmaterial verwendet.
PVA ist elastisch und klebrig und wird zum Verpacken von Geschirrspültabletten verwendet.
Recycling von Biokunststoffen
Die meisten Biokunststoffe, mit Ausnahme von Bio-PE und Bio-PET, sind nicht geeignet, um in den Recyclingprozess zu gelangen. Dies würde sich negativ auf die Qualität des Recyclats auswirken.
Bestimmte biobasierte Kunststoffe, darunter PLA, lassen sich gut selbständig recyceln. Es gibt eine Reihe von Recycling-Anlagen, die dies tun, aber wie oben erläutert, wird es noch nicht in großem Maßstab durchgeführt. Aufgrund des derzeit geringen Volumens ist es weder in Bezug auf die Kosten noch in Bezug auf die Kosten pro Umweltnutzen interessant. Zurzeit wird er mit Restmüll mit Energierückgewinnung verbrannt.
Es wird derzeit viel geforscht, wie zum Beispiel die Sortierung von PLA aussehen könnte und welche Kosten, Nutzen und Umweltvorteile damit verbunden wären.
Kompostierung von Biokunststoffen
Es herrscht große Verwirrung über die verschiedenen Arten von Biokunststoffen und wie sie gehandhabt werden sollten. Viele Menschen denken, dass alle Biokunststoffe kompostierbar sind. Wie oben erläutert, ist dies nicht der Fall. Und selbst wenn Biokunststoffe kompostierbar sind, gibt es noch praktische Hürden zu überwinden. Derzeit gehören biologisch abbaubare Kunststoffverpackungen nicht zum VGF-Abfall, auch nicht, wenn sie mit dem Kiemplant-Logo oder dem OK Compost-Logo gekennzeichnet sind (siehe unterer Absatz). Nur biologisch abbaubare Plastiktüten, die für die Sammlung von biologisch abbaubarem Abfall verwendet werden, sind in diesem Abfall erlaubt, einfach weil es die Sammlung von biologisch abbaubarem Abfall erhöht.
Biokunststoffe, die in einer industriellen Kompostieranlage landen, bleiben oft als Restmüll zurück und werden verbrannt. Und wenn die Kunststoffe mit der Zeit kompostieren, mindern sie die Qualität des Komposts.
Dies wurde in einer kürzlich ausgestrahlten Folge von De Monitor sehr schön illustriert. Viele Unternehmen, Institutionen und Organisationen, darunter auch die nationale Regierung, investieren viel Geld und Mühe in den Kauf und die getrennte Sammlung von z. B. Biokunststoffbechern. Die Monitor-Folge zeigt, dass diese aus den oben genannten Gründen sofort dem Restmüll zugeführt werden.
Auffallend ist, dass eine noch aktuellere Studie von Wageningen Food & Biobased Research (WUR) zeigt, dass kompostierbare Kunststoffe im derzeitigen VGF-Abfallverarbeitungssystem hervorragend verarbeitet werden können. Dies widerspricht allen bekannten Beispielen aus der Praxis. Und das ändert nichts an der Tatsache, dass es die Qualität des Kompostes senkt. In diesem Sinne sind Biokunststoffe auch eine Quelle der Verschmutzung in diesem Regenerationsprozess.
Der größte Irrglaube ist, dass sich Biokunststoffe natürlich zersetzen, wenn sie in die Umwelt geworfen werden. Biologisch abbaubarer Kunststoff benötigt genau wie normaler Kunststoff Jahrzehnte, um sich in der Umwelt zu zersetzen. Und das dauert im Meer viel länger als an Land. Es ist kälter, es erhitzt sich nicht und es gibt keine Bakterien, die diese Art von Kunststoff zersetzen. Daher verursacht es im Meer genauso viel Unannehmlichkeiten wie normales Plastik. Das Etikett „biologisch abbaubar“ scheint dafür zu sorgen, dass die Menschen es eher in der Umwelt belassen, weil sie denken, dass es ohnehin verderben wird. In diesem Sinne könnte man sagen, dass auch Biokunststoffe den Restmüllstrom „verschmutzen“, obwohl das in diesem Fall vor allem auf das Verhalten der Anwender zurückzuführen ist.
Was sind die Vorteile von Biokunststoffen?
Der Hauptvorteil von biobasierten Kunststoffprodukten ist die Einsparung von fossilen Rohstoffen durch die Verwendung von nachwachsender Biomasse. Zudem entstehen bei der Produktion von biobasierten Kunststoffen 50 bis 100 Prozent weniger CO2-Emissionen als bei anderen Kunststoffarten. Auch biobasierte und biologisch abbaubare Kunststoffe sind im Prinzip gut für die Kompostierung oder das Recycling geeignet, vorausgesetzt, dies geschieht auf die richtige Weise.
Was sind die Nachteile von Biokunststoffen?
Eine Reihe von Nachteilen wurde bereits oben besprochen. Zum Beispiel die Tatsache, dass es nicht schnell genug kompostiert und dass es nicht zusammen mit normalen fossilen Kunststoffen recycelt werden kann. Der größte Nachteil von Biokunststoffen ist jedoch das fehlende Wissen eines großen Teils der Bevölkerung. Wenn sie nicht richtig gehandhabt werden, kann dies zu einer Störung der laufenden Prozesse führen.
Doch Biokunststoffe bieten viele Vorteile. Die Forschung nach neuen Formen und Anwendungen ist in vollem Gange. Steigt die Nachfrage nach Biokunststoffen, z. B. durch Umweltsteuern auf konventionelle Kunststoffe, führt dies zu einer Erhöhung der Größenordnung. Dies könnte zu Effizienzsteigerungen im Produktionsprozess und damit zu einem niedrigeren Preis führen.
Welches Symbol wird zur Kennzeichnung von Biokunststoffen verwendet?
Abschließend finden Sie hier einige Symbole, die Ihnen helfen können, Biokunststoffe zu erkennen.
Das Kiemplant-Logo und das OK Compost-Logo haben die gleiche Bedeutung. Produkte, die dieses Logo tragen, sind industriell kompostierbar. Die Logos finden sich auf Tüten, Deckeln und Schalen aus kompostierbarem Kunststoff. In die VGF-Tonne dürfen nur kompostierbare Säcke (mit dem Kiemplant-Logo oder OK-Kompost-Logo) zum Sammeln Ihrer VGF-Abfälle gegeben werden. Andere kompostierbare Verpackungen und kompostierbare Produkte müssen in den Restmüll. Es ist nicht klar, ob die Durchlaufzeit in der industriellen Kompostieranlage lang genug ist, damit kompostierbare Kunststoffe in dieser Zeit richtig abgebaut werden. Die Verpackungen sollten auch nicht auf den heimischen Komposthaufen gegeben werden, da sich diese Materialien auch dort nicht gut zersetzen.
Das OK Home Compost-Logo garantiert, dass das Produkt für die Hauskompostierung geeignet ist.
Das OK biobased-Logo zeigt an, ob ein Produkt aus erneuerbaren Materialien besteht. Es gibt vier Stufen, von Verpackungen, die zu mindestens 20 Prozent (ein Stern) bis zu Verpackungen, die zu maximal 80 Prozent (vier Sterne) aus erneuerbaren Materialien bestehen. Das Logo sagt nichts über die Kompostierbarkeit der Verpackung aus.
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