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Biokunststoffe im Vergleich zu herkömmlichen Kunststoffen, Teil 1

Biokunststoffe-Vergleich

Was genau sind Biokunststoffe? Woraus bestehen sie? Wie groß ist ihr Marktanteil? Gehören sie in die gelbe Tonne, den Restmüll oder auf den Kompost? Wie schneiden Biokunststoffe im Vergleich zu herkömmlichen Kunststoffen ab?

Biobasierte und biologisch abbaubare Kunststoffe werfen zahlreiche Fragen auf.

In einem zweiteiligen Beitrag klären wir die Wichtigsten davon!:

Biobasierte und biologisch abbaubare Kunststoffe

Biobasierte Kunststoffe sind Kunststoffe, die vollständig oder anteilig aus biogenen Rohstoffen hergestellt werden. Bei den Rohstoffen handelt es sich in aller Regel um Pflanzen wie Mais, Zuckerrohr oder Miscanthus, die reich an Stärke und Cellulose sind. Aber auch Ölsaaten oder Holz können Rohstoffe sein.

PLA:
Biologisch abbaubare Kunststoffe zersetzen sich unter bestimmten Bedingungen. Bei ihrem Abbau hinterlassen sie hauptsächlich Kohlenstoffdioxid (CO2) und Wasser. Für die Herstellung können thermoplastische Stärke, Cellulose, abbaubare Polyester und Polylactid (PLA) eingesetzt werden. PLA ist das Polymer der Milchsäure und wird ebenfalls aus Stärke oder Cellulose gewonnen. Einige abbaubare Polyester werden auch auf Basis von Erdöl hergestellt.

Biobasierte Kunststoffe können, müssen aber nicht biologisch abbaubar sein. Andersherum können biologisch abbaubare Kunststoffe sowohl biobasiert als auch fossilbasiert sein.

Oft sind zudem Mischungen anzutreffen, so zum Beispiel in Form von PLA mit abbaubarem Polyester.

Der Marktanteil

Experten schätzen, dass im Jahr 2022 weltweit rund 2,2 Millionen Tonnen biobasierte und biologisch abbaubare Kunststoffe produziert wurden. Im Vergleich dazu lag die Produktionsmenge von herkömmlichen Kunststoffen bei etwa 390 Millionen Tonnen.

Mehr als ein Viertel der biobasierten und biologisch abbaubaren Kunststoffe wurde in Europa hergestellt. Dabei wurde das Material überwiegend für die Fertigung von flexiblen Verpackungen wie Tüten verwendet.

Biokunststoffe 25

Biobasierte Kunststoffe

Auch wenn biobasierte Kunststoffe biogene Rohstoffe enthalten, bestehen sie oft nur anteilig daraus. Wie hoch der prozentuale Anteil an biogenen Rohstoffen ist, kann experimentell ermittelt werden. Dafür finden die Standards CEN/TS 16137 bei Polymeren und EN 16785-1 bei Kunststoffprodukten Anwendung.

Mehr informationen:  Energieeffizienz von Technologien zur Kunststoffherstellung

Gibt es Unterschiede in der Struktur von bio- und fossilbasierten Kunststoffen?

Einige Kunststoffe können wir bio- und fossilbasiert herstellen, wodurch ihre Struktur letztlich gleich ist. Ein Beispiel dafür ist Polyethylen (PE). Außerdem gibt es Polymergruppen, die durch Kondensation verschiedener Carbonsäuren und Amine entstehen.

Weil die Carbonsäuren und Amine bio- oder fossilbasiert sein können, können wir daraus Kunststoffe produzieren, die anteilig biobasiert und anteilig fossilbasiert sind. Zu solchen Kunststoffen gehören zum Beispiel Polyamide (PA).

Andere Kunststoffe hingegen, wie beispielsweise Polylactid (PLA), sind nur biobasiert herstellbar. Derivate der Cellulose wiederum sind in den meisten Fällen biobasiert und werden anschließend chemisch verändert.

Wie nachhaltig sind biobasierte Kunststoffe im Vergleich zu herkömmlichen Kunststoffen?

Vergleichende Ökobilanzen von Verpackungen und einfachen Kunststoffgegenständen zeigen auf, dass biobasierte Rohstoffe mit Blick auf die Umweltfolgen keine wesentlichen Verbesserungen gegenüber fossilbasierten Rohstoffen mit sich bringen.

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Es ist eher so, dass sich die Auswirkungen verschieben. Herkömmliche Kunststoffe auf Erdölbasis setzen mehr klimawirksames CO2 frei.

Biobasierte Kunststoffe hingegen weisen ein größeres Potenzial für Versauerung und Eutrophierung auf. Hinzu kommt der höhere Bedarf an Flächen für die Produktion der Rohstoffe.

Weltweit stehen landwirtschaftliche Flächen nur begrenzt zur Verfügung. Deshalb kann es um die Nutzung einer Fläche Konkurrenz geben, zum Beispiel mit dem Anbau von Lebensmitteln, dem Naturschutz oder der energetischen Nutzung von Biomasse.

Eine andere Situation ist gegeben, wenn für die Herstellung von biobasierten Kunststoffen Reststoffe aus der Landwirtschaft verarbeitet werden. Dadurch entfällt eine zusätzliche Flächennutzung. Allerdings konkurrieren auch landwirtschaftliche Reststoffe mit der energetischen Nutzung und dem Einsatz als Tierfutter.

Biokunststoffe im Vergleich zu herkömmlichen Kunststoffen, Teil 1 (2)

Sind biobasierte Kunststoffe recycelbar?

Wenn biobasierte Kunststoffe die gleiche chemische Struktur haben wie ihre fossilbasierten Pendants, können sie mit den gängigen Verfahren sortiert und recycelt werden. Bei PET-Flaschen mit biobasierten Anteilen zum Beispiel ist ein gemeinsames Recycling mit herkömmlichen PET-Flaschen möglich.

Biobasierte Kunststoffe mit einer anderen chemischen Struktur werden in aller Regel nicht sortiert. Obwohl sie oft thermoplastisch verformbar sind und recycelt werden könnten, sind die Sortieranlagen nicht darauf ausgelegt, Verpackungen und Produkte aus solchen Kunststoffen zu erkennen und auszusortieren.

Wegen des geringen Aufkommens ist es wirtschaftlicher, biobasierte Kunststoffe mit einer abweichenden chemischen Struktur energetisch zu verwerten, als sie als eigene Gruppe zu sortieren und zu recyceln.

Mehr informationen:  Hintergründe und Kritikpunkte zur neuen Plastiksteuer

Was gilt für die Entsorgung von biobasierten Kunststoffprodukten?

Verpackungen und andere Produkte aus biobasierten Kunststoffen gehören in die Gelbe Tonne. In der Biotonne haben sie grundsätzlich nichts zu suchen. Hintergrund dafür ist, dass biobasierte Kunststoffe nicht immer biologisch abbaubar sind.

Kunststoffe, die gegenüber einem biologischen Abbau beständig sind, zersetzen sich im Zuge einer Kompostierung oder Vergärung nicht. Deshalb müssen sie aussortiert werden. Für Betreiber von Kompostieranlagen geht das aber mit einem großen Aufwand einher.

Eine Entsorgung über den Biomüll ist daher nur zulässig, wenn zum Beispiel Kunststofftüten biologisch abbaubar und durch das entsprechende Zertifikat als Sammelbeutel für Bioabfall zugelassen sind.

Was hat es mit dem Prinzip der Kaskadennutzung auf sich?

Rohstoffe, die land- und forstwirtschaftlich gewonnen werden, wachsen zwar nach. Aber sie sind nicht unbegrenzt und jederzeit verfügbar. Je intensiver die Land- und Forstwirtschaft betrieben werden, desto negativer sind die Auswirkungen auf die Umwelt und das Klima.

Der Umgang mit biogenen Rohstoffen muss deshalb ressourcenschonend erfolgen.

Das Prinzip der Kaskadennutzung sieht vor, dass biogene Rohstoffe zunächst für Produkte verwendet werden sollen, die langlebig sind und repariert werden können. Danach sollen die Rohstoffe recycelt und im letzten Schritt einer energetischen Verwertung zugeführt werden.

Auch bei biobasierten Kunststoffen soll dieses Prinzip Anwendung finden.

Hier geht es zu Teil 2:

Hier unsere PDF zum Thema: