Biokunststoffe: Eine grüne Alternative zu konventionellem Plastik?

Mittlerweile werden sie auch in den großen Supermarktketten angeboten: biologisch abbaubare Plastiktüten. Es erscheint im ersten Moment vielversprechend, herkömmliche Kunststoffe durch Verpackungen zu ersetzen, die nicht aus Erdöl, sondern aus pflanzlichen Rohstoffen gewonnen werden, und die, nachdem sie ihre Funktion erfüllt haben, verrotten. Doch wie nachhaltig sind diese Biokunststoffe tatsächlich?

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Ungefähr 14 Millionen Tonnen Verpackungen werden in Deutschland jährlich verbraucht. Fast 40 Prozent davon bestehen aus Kunststoff. Darin sind etwa 1,8 Millionen Tonnen Material enthalten, das für relativ kurzlebige Kunststoffverpackungen wie Folien, Beutel, Tragetaschen oder Einweggeschirr Verwendung findet. Gerade in diesem Anwendungsbereich liegt das Potenzial von Biokunststoffen.

Biokunststoffe sind den meisten Verbrauchern wohl bisher in Gestalt von Tüten und als Sammelbeutel für Biomüll begegnet. Aber auch Gemüse, Obst, Eier und Fleisch oder Getränke und Molkereiprodukte werden darin verpackt. Als Biomasse für Biokunststoffverpackungen sind vor allem Mais, Kartoffeln und Weizen sowie Zuckerrohr und zukünftig wahrscheinlich auch Zuckerrüben relevant. Der Flächenbedarf, der für den Anbau der Ressourcen für Biokunststoffverpackungen in Deutschland aktuell besteht, beträgt weniger als 0,001% der globalen Nutzung von landwirtschaftlichen Flächen.

Die Produktionskapazitäten für Bioplastik sind annähernd gleichmäßig auf Europa, Nordamerika, Südamerika und Asien/Ozeanien verteilt. In Deutschland sind die Kapazitäten vergleichsweise gering. Das Umweltbundesamt (UBA) geht von einer Steigerung des Anteils an Biokunststoffen am gesamten Kunststoffverpackungsmarkt hierzulande von unter 0,5% im Jahr 2009 auf 1 – 2% im Jahr 2015 aus.

Eine kurze Geschichte der Biokunststoffe

Biokunststoffe sind keine so neue Erfindung, wie man vielleicht meinen könnte. Schon 1869 stellten die Gebrüder Hyatt Celluloid – einen thermoplastischen Kunststoff auf Cellulose-Basis, dem Hauptbaustoff der meisten Pflanzen – her. Dieses Material ließ sich unter anderem für Filme, Brillenfassungen und Spielzeug verwenden. Als „Cellophan“ ist ab 1923 dann Cellulosehydrat bekannt geworden und findet sich bis heute im Verpackungsbereich. Erst nach 1980 gab es wieder nennenswerte Entwicklungen: Vor dem Hintergrund der Nachhaltigkeit wollte man erdölbasierte Werkstoffe ersetzen. Zum Einsatz kamen nun vor allem Thermoplastische Stärke (TPS), Celluloseacetat und Polylactide (PLA). Zudem wurden Herstellungsverfahren für biobasiertes Polyethylen (Bio-PE), Polypropylen (Bio-PP) und andere Kunststoffe entwickelt.

Thermoplastische Stärke dominiert aktuell mit einem Anteil von etwa 80% den Biokunststoffmarkt. Als pflanzliches Rohmaterial dienen hauptsächlich Mais, Weizen und Kartoffeln in Europa, Afrika und Nordamerika sowie Tapioka in Asien. Gründe dafür, dass Biokunststoffe sich bislang noch nicht stärker durchsetzen konnten, sind der hohe Preis, die schlechte Verfügbarkeit und die gegenüber fossilen Kunststoffen eingeschränkte Materialleistung. Auch die Entsorgungssituation ist noch unbefriedigend.

Was ist bio am Biokunststoff?

Die Marktrelevanz von Verpackungen, die aus biologisch abbaubaren Kunststoffen hergestellt werden, ist in den letzten Jahren größer geworden. Derartige Materialien sollen insbesondere einen Teil der bisher etablierten Kunststoffe Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polystyrol (PS) und Polyethylenterephthalat (PET) ersetzen.

Zur Begriffsdefinition von Biokunststoffen kann man sich an der Gliederung des UBA [1] orientieren. In einer entsprechenden Studie werden folgende Materialien als Biokunststoffe bezeichnet :

Materialien, die ganz oder teilweise aus Biomasse hergestellt, d.h. biobasiert sind. Eine Bioabbaubarkeit muss nicht gegeben sein.
Materialien, die nach den Vorgaben anerkannter Normen (z.B. EN 13432) bioabbaubar sind
Materialien, die beide Eigenschaften – biobasiert und bioabbaubar – gleichzeitig besitzen

Bioabbaubar ist ein Material, wenn es für die Zersetzung durch Lebewesen bzw. deren Enzyme bis in kleinste Bestandteile wie Kohlendioxid, Sauerstoff und Ammoniak geeignet ist. Basiert ein Material auf nachwachsenden Rohstoffen, dann ist Biobasiertheit gegeben.

Bei den konventionellen Kunststoffen handelt es sich hingegen um nicht bioabbaubare Kunststoffe auf fossiler Rohstoffbasis. Die Prüfung der Bioabbaubarkeit eines Produktes erfolgt durch den Standard ISO14855 der International Standards Organization (ISO). Auf europäischer Ebene bestimmt die Norm EN 13432 die Richtlinien für biologisch abbaubare Werkstoffe. Das Kompostierbarkeitszeichen als Umweltgütesiegel vergibt in Deutschland die Zertifizierungsgesellschaft DIN CERTCO.

Bis 2010 waren Biokunststoffe größtenteils biologisch abbaubar. Von Kompostierbarkeit spricht man, wenn ein Produkt innerhalb einer bestimmten Zeit unter den Bedingungen von Kompostanlagen biologisch abbaubar ist. Für die Zukunft ist damit zu rechnen, dass solche Materialien den Markt dominieren, die nicht bioabbaubar sind. Hier ist vor allem an Bio-PE und Bio-PET zu denken, die in den nächsten Jahren wohl insbesondere für Verpackungen zum Einsatz kommen.

Die gegenwärtig in Deutschland für Verpackungen eingesetzten Biokunstofftypen lassen sich folgendermaßen einteilen:

Stärkebasierte Blends (Stärke-Blends)
PLA-basierte Blends (PLA-Blends)
Biokunststoffe aus thermoplastischer Stärke (TPS)
Biokunststoffe aus PLA (PLA)
Zellulosebasierte Kunststoffe (Zellstoff)
Biobasierte Biokunststoffe (Bio-PE, Bio-PET)

Unter Blends versteht man üblicherweise Verbindungen aus einem biobasierten und einem bioabbaubaren, fossilen Anteil. Für Letzteren wird insbesondere Polybutyladipinterephthalat (PBAT), Polyvinylalkohol (PVOH) oder Polycaprolacton (PCL) verwendet. PLA und PLA-Blends werden unter anderem zur Herstellung von Folien, Dosen, Getränke- und Joghurtbecher, Gemüseschalen und Flaschen eingesetzt.

Auswirkungen von Biokunststoff-Verpackungen auf die Umwelt

Eigentlich sollten kompostierbare Kunststoffe über die Biotonne entsorgt werden. Doch für die Verbraucher ist es oft schwierig, die Biokunststoffe von konventionellen zu unterscheiden. Daher landet Bioplastik meistens im Restmüll oder in der Gelben Tonne bzw. dem Gelben Sack. Die abbaubaren Kunststoffe stören jedoch oft den Recycling-Prozess der Verpackungen aus dem Gelben Sack und werden zur Entsorgung in der Müllverbrennungsanlage aussortiert. Und selbst wenn kompostierbare Kunststoffe im Biomüll landen, werden sie teilweise auch hier wegen zu langer Verrottungszeiten aussortiert und verbrannt.

Aktuell lässt sich die Ökobilanz der Biokunststoffe im Vergleich zu konventionellen Plastikprodukten nur schwer bewerten. Für Tüten und Taschen gilt, dass die höhere Dicke der Biokunststoff-Folien einen höheren Materialbedarf zur Folge hat. Ferner weisen die Bioplastikbeutel Anteile von 40%-70% an fossilen Rohstoffen auf, was bei Herstellung wie Entsorgung die Umwelt ähnlich belastet wie im konventionellen Fall. Biokunststofftüten verursachen deshalb zurzeit höhere Umweltlasten als die herkömmlichen Alternativen. Für formstabile Verpackungen – sprich Becher und Schalen – aus PLA (Biokunststoff) ist insgesamt weder ein grundsätzlicher Vorteil noch ein Nachteil ableitbar. Je nach zugrunde gelegter Umweltkategorie (Klimawandel, fossiler Ressourcenverbrauch, Versauerung, Zerstörung der Ozonschicht etc.) ergibt sich ein positiveres oder negativeres Bild.

Fazit: Eine gute Idee, die sich noch entwickeln muss

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Verpackungen aus biologisch abbaubaren Kunststoffen haben nach den gegenwärtigen Ökobilanzen insgesamt keine Vorteile gegenüber denen aus konventionellen Kunststoffen. Zwar entsteht bei Produktion, Gebrauch und Entsorgung biologisch abbaubarer Verpackungen weniger CO2 und es wird weniger Erdöl eingesetzt, doch stehen dem nachteilige Effekte auf Boden und Gewässer durch Versauerung und Überdüngung gegenüber.

Dies bedeutet allerdings nicht, dass Biokunststoffe keine sinnvolle Entwicklung sind, denn in Zukunft wird es voraussichtlich Biokunststoffe geben, die umweltfreundlicher sind als herkömmliche Kunststoffe. Der Fokus liegt dabei auf Kunststoffen wie beispielsweise Bio-PET, die biobasiert aber nicht abbaubar sind. Statt Erdöl werden nachwachsende Rohstoffe als Basis verwendet. Die Nutzung erneuerbarer Ressourcen erlaubt einen effizienteren Rohstoffeinsatz, da die relevanten Pflanzen kurzfristig nachwachsen. Auch können der CO2-Abdruck eines Materials/Produktes gesenkt und Treibhausgase reduziert werden. Derartige Kunststoffe könnten künftig unter Umweltgesichtspunkten den konventionellen Kunststoffen überlegen sein.

Was sollte der Verbraucher beachten?

Der BUND (Bund für Umwelt und Naturschutz Deutschland) empfiehlt, generell auf Plastiktüten zu verzichten, egal ob sie nun aus Bioplastik oder aus herkömmlichen Kunststoffen hergestellt sind.

Am umweltfreundlichsten und ressourcenschonendsten sind langlebige Behältnisse wie Stoffbeutel, Dosen und Glasbehälter zum Einkauf von Lebensmitteln. Mehr Tipps dazu findest du in dem Artikel Zurück zum Precycling.