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Biokunststoffe

Das Kreislaufprinzip

Grünes PE-Drop-in-Polymer von Braskem (Foto: FKuR)
Grünes PE-Drop-in-Polymer von Braskem (Foto: FKuR)

Auch wenn sich eine biobasierte Alternative im Vergleich zu erdölbasierten Produkten finanziell noch nicht lohnt (grundsätzlich sind die direkten Kosten zwei- bis dreimal so hoch), spricht jedoch ihre potenzielle Eignung im Sinne der „Kreislaufwirtschaft“ für sie; die Kreislaufwirtschaft sei schließlich auf gutem Wege, in den nächsten Jahrzehnten die Entwicklungen im Einzelhandelssektor maßgeblich zu verändern. Das war das vorherrschende Thema der 10. European Bioplastics Konferenz, die Ende 2015 in Berlin stattfand. 350 Teilnehmer aus 200 Unternehmen und 29 Ländern kamen zu der Veranstaltung.

Zu den Biokunststoff-Anbietern und Entwicklern der entsprechenden Technologien, die ihre Innovationen in Berlin vorgestellt haben, zählten BASF, Bio Amber, Braskem, Corbion, Innovia Films, Nature Works, Novamont und Perstop mit zusätzlichen Beiträgen der Europäischen Kommission (EU), die Ellen MacArthur Foundation, EPEA, EXPRA, der World Wildlife Fund und Zero (Norwegen). Auf dem Podium vertreten waren auch Vertreter großer Marken und Handelsketten, wie Coca-Cola, Danone, IKEA und der britische Retailer Marks & Spencer (M & S).

Man könnte argumentieren, dass sich die Grundsätze der Kreislaufwirtschaft mit ihrer Verpflichtung zu Upcycling, Wiederverwendung und Umdenken nicht so sehr von ihrem linearwirtschaftlichen Vorläufer unterscheiden, der sich Reduzierung, Recycling und Wiederverwendung auf die Fahnen geschrieben hatte. Das entscheidende Wort könnte „Umdenken“ sein. Das Modell hat seinen Ursprung in einer Cradle-to-Cradle-Philosophie, die die Notwendigkeit betont, nicht zuletzt durch die Auswahl von Materialien und ihren Inhaltsstoffen gesündere Entscheidungen zu treffen: „Das Modell konzentriert sich nicht so sehr darauf, weniger schlechte, sondern stattdessen bessere Lösungen zu finden“, brachte es der Hauptredner Douglas Mulhall von EPEA auf den Punkt. Und was sei da angebrachter, als vorzugsweise Substrate zu wählen, die aus natürlichen und nachhaltigen Ressourcen hergestellt werden?

vollkompostierbare Standbeutel von Caffè Molinari (Foto: Innovia Films)
vollkompostierbare Standbeutel von Caffè Molinari (Foto: Innovia Films)

Ein bedeutendes Hindernis für biobasierte Rohstoffe stellt der Kapazitätsfaktor dar. Obwohl die weltweite Produktionskapazität für Biokunststoffe von derzeit 2,03 Millionen Tonnen bis 2019 auf 7,9 Millionen Tonnen anwachsen soll (ein Anstieg um 390 Prozent), entspricht das nur einem einstelligen Prozentsatz des Volumens aller im Umlauf befindlichen ölbasierten Kunststoffe.

Der wirklich ausschlaggebende Faktor ist natürlich, dass Öl als One-Way-Ticket zu bewerten ist und irgendwann zu einer Fußnote der Geschichte werden wird, während es unendlich viele erneuerbare agrarwirtschaftliche und laborgestützte Möglichkeiten gibt, ein Biopolymer herzustellen. Inzwischen kann man sich auch von der Vorstellung verabschieden, dass der Anbau von Biofeldfrüchten und damit die Abzweigung von Ackerflächen, die eigentlich für die Ernährung einer auf über sieben Milliarden angewachsenen Weltbevölkerung benötigt würden, untragbar ist. Denn: selbst wenn alle ölbasierten Polymere durch Biokunststoffe ersetzt werden sollten, würden dafür noch immer nur drei Prozent des verfügbaren, knappen Agrarlands benötigt (für 2019 wird ein Platzbedarf von 0,1 Prozent prognostiziert). Die Bio-Option gewinnt letztendlich auf jeden Fall. Die Frage ist nicht ob, sondern wann.


Zurück in den Kreislauf …

„Öl war zu leicht zu haben. Wir haben den Blick fürs große Ganze und eine verlängerte Nutzungsdauer verloren.“ Kevin Vyse, Marks & Spencer
„Öl war zu leicht zu haben. Wir haben den Blick fürs große Ganze und eine verlängerte Nutzungsdauer verloren.“ Kevin Vyse, Marks & Spencer

Während die Produktion von biologisch abbaubaren Kunststoffen, wie PLA, PHA oder Stärke-Blends, von 0,7 Mio. t im Jahr 2014 voraussichtlich auf weit über 1,2 Mio. t bis 2019 steigen wird, werden sogenannte Drop-in-Polymere, wie Bio-PE (Polyethylen) und Bio-PET (Polyethylenterephthalat), weltweit mehr als 80 Prozent der gesamten Biokunststoffproduktion ausmachen. Neben der Tatsache, dass sie identische Leistungsmerkmale wie ihre ölbasierten Gegenstücke aufweisen, lassen sie sich über die gleichen Abfallverwertungssysteme aufbereiten. Es ist ein Like-for-Like-Vorteil, der derzeit weit über das erklärte Ziel der Hersteller biologisch abbaubarer Produkte hinausgeht, deren massenhaft produzierter Ausstoß entweder in der Müllverbrennungsanlage, in der Biogasanlage oder auf der Mülldeponie landet.

Zu welchem Preis ist dann die Kompostierbarkeit innerhalb der Kreislaufwirtschaft zu haben?  Laut Michael Knutzen, Global Program Director bei Coca-Cola, hat das Plant-Bottle-Projekt nach fünf Jahren mit 35 Mrd. im Umlauf befindlichen Flaschen in über 42 Ländern eine kritische Masse erreicht. Zurzeit besteht die Flasche des Unternehmens zu 30 Prozent aus nachwachsendem Rohstoff; man sei aber auf  gutem Wege, eine 100-prozentige Bio-PET-Lösung zu erreichen.

In ähnlicher Weise setzt sich auch der schwedische Möbelgigant IKEA für eine totale Biopolymer-Zukunft ein, wie Per Stoltz, Sustainability Director for Global Retail Services, sagt. „Wir wollen bis 2020 alle ölbasierten Kunststoffe aus unserem Katalog verbannen. Da unsere Produkte definitiv auf Haltbarkeit ausgelegt sind, wären biologisch abbaubare Möbel natürlich keine so großartige Idee. Deshalb werden Drop-in-Materialien unsere grundsätzliche Linie charakterisieren. Und die müssen recycelbar sein und dürfen auch nicht zu Preiserhöhungen führen. Wir müssen also darüber nachdenken, wie wir Materialien entwickeln können, die diese Vorgaben erfüllen.“

Hasso von Pogrell (European Bioplastics): „Bis 2019 werden über 80 Prozent der gesamten Biokunststoffproduktion auf Verpackungen entfallen.“
Hasso von Pogrell (European Bioplastics): „Bis 2019 werden über 80 Prozent der gesamten Biokunststoffproduktion auf Verpackungen entfallen.“

„Wenn es eher um eine Produktstrategie als um eine reine Verpackungsstrategie geht, ist die Bevorzugung von Drop-in-Kunststoffen gegenüber biologisch abbaubaren Stoffen, wann immer möglich, in der Einzelhandels-Supply-Chain zunehmend verbreitet und passt besser zum Konzept der Kreislaufwirtschaft“, meint Kevin Vyse, Leiter des Bereichs Verpackungsinnovation bei Marks & Spencer. „Die Verwendung von Kohlenwasserstoffen war Teil des linearwirtschaftlichen Ansatzes, der seit Ende des Zweiten Weltkriegs sehr verbreitet war. Öl war zu leicht zu haben. Wir haben den Blick fürs große Ganze und eine verlängerte Nutzungsdauer verloren. Die Verwendung von biologisch abbaubaren Stoffen könnte uns auf denselben Pfad führen und uns von der Verantwortung befreien. Ich bin mir nicht sicher, ob das der richtige Weg ist“, betonte der Raetailer.

„Wir müssen wirklich anfangen, Technik, Biochemie und Biologie miteinander zu kombinieren und Wege zu finden, wie sie sich gegenseitig unterstützen können. Konstruktion und Technik sollten wieder im Zentrum dieser Bemühungen stehen. Natürlich gibt es auch Anwendungen, bei denen eine biologisch abbaubare Lösung sehr sinnvoll sein kann. Das gilt beispielsweise für Leichtbaumaterialien, die weder chemisch noch mechanisch aufbereitet werden können. Aber tatsächlich wäre es besser, solche Varianten zunächst auszuschließen?“, fragte er.

Steve Davies (Nature Works): „Wir vermarkten kein abbaubares Polymer. Wir produzieren ein funktionelles Material, das manchmal kompostierbar ist und manchmal nicht. Wir sollten nicht über ‚abbaubare Materialien‘ oder ‚Bio‘-Stoffe reden, sondern über deren Funktionalität.“
Steve Davies (Nature Works): „Wir vermarkten kein abbaubares Polymer. Wir produzieren ein funktionelles Material, das manchmal kompostierbar ist und manchmal nicht. Wir sollten nicht über ‚abbaubare Materialien‘ oder ‚Bio‘-Stoffe reden, sondern über deren Funktionalität.“

„Solange wir während einer Übergangszeit noch nicht 100 Prozent der Materialien recyceln können, sollten wir einen Teil des gebundenen Kohlenstoffs verwenden. Es ist besser, ihn zu verbrennen, als ihn zu vergraben. Wenn er erst einmal in der Erde vergraben ist, ist er verloren”, lautete das Schlussstatement von Vyse.

… oder ganz aussteigen

Es überrascht wenig, dass Hersteller von biologisch abbaubaren Stoffen die Debatte gerne stärker auf die gegenwärtige Leistung als auf ein »Weiterleben nach dem Tod« lenken würden. „Wir vermarkten kein abbaubares Polymer. Wir produzieren ein funktionelles Material, das manchmal kompostierbar ist und manchmal nicht. Wir sollten nicht über »abbaubare Materialien« oder »Bio«-Stoffe reden, sondern über deren Funktionalität“, sagt Steve Davies, Kommunikationsdirektor beim PLA-Produzenten Nature Works.

 Der für Verpackung und Nachhaltigkeit zuständige Marketing-Manager von Innovia Films, Andy Sweetman, ist ebenfalls positiv gestimmt, was die Unterstützung eines Ansatzes mit biologisch abbaubaren Stoffen betrifft – nicht zuletzt im Hinblick auf flexible Verpackungen und den kontinuierlichen Erfolg von Standbeuteln, deren Nachfrage um mehr als sechs Prozent pro Jahr wächst. Der Standbeutel sei zwar technisch brillant, aber wenn man 12 μm Polyester, 8 μm Alufolie und 60 μm PE miteinander kombiniert habe, hätte man ein Recycling-Desaster geschaffen, das nur auf dem Müll landen könne.

„Wir können heute eine transparente Außenschicht herstellen, einen mit Nature-Flex metallisierten, kompostierbaren Barrierekern und eine Innenschicht als Sicherheitsfolie, die wie die Druckfarben, Klebstoffe und das Ventil biobasiert sind – und das sieht dann zwar aus wie ein klassischer Dreischichten-Kaffeepad, besteht aber tatsächlich nur aus zwei Schichten aus Biomaterialien. So konnte beispielsweise Caffè Molinari die Verwendung von erneuerbaren Materialien von null auf 70 Prozent steigern, während die CO2-Bilanz gleichzeitig von 0,5 auf 0,28 gesenkt werden konnte. Das sind beachtliche Zahlen! Die Sauerstoffbarriere ist direkt vergleichbar und auch die Feuchtigkeitsbarriere liegt im gleichen Größenbereich“, so Sweetman.

Ein „Weniger ist mehr“-Nachhaltigkeitsansatz scheint für viele Unternehmer die richtige Gewichtung zu haben. Auch Corbion hat eine ressourceneffiziente, biologisch abbaubare Lösung gesucht, um die Anforderungen des Kaffeesektors zu erfüllen. Entwickelt wurde eine (nur industriell) kompostierbare Barriereschicht mit modernen Hitzebeständigkeitseigenschaften, die als Formteil in eine PLA-Hülle integriert wurde und die bestehenden PP-Kapseln (ölbasiert) für die Marke La Coppa ersetzt, erläutert Business Director Hugo Vuurens. „PP-Kaffeekapseln sind mit dem Nachteil behaftet, dass immer eine zusätzliche Verpackung in Form einer äußeren Polyesterhülle erforderlich ist, um die Ware frisch zu halten und vor Sauerstoff zu schützen, da PP selbst keine adäquate Barriere bietet. Also fallen immer zusätzliche Materialien, zusätzliche Kosten und eine zusätzliche CO2-Umweltbelastung an.“

 

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Wie sehr setzt sich die EU für den Biokunststoffmarkt ein?
Obwohl die Biokunststoffindustrie jährlich mehr als sechs Mio. Tonnen biobasierte Materialien herstellt und in ganz Europa 20.000 Arbeitsplätze geschaffen hat, hat sie mit einiger Berechtigung den Eindruck, dass ihr eine ernsthafte Unterstützung aus Brüssel fehlt – beispielsweise im Vergleich zu den Investitionen, die die EU für den Sektor „Pflanzenkeimlinge für Biobrennstoffe“ bereitgestellt hat. Das sei nicht unbedingt so, meint Dr. Reinhard Büscher, Leiter der Abteilung für Chemische Industrie, Generaldirektion Binnenmarkt, Industrie, Unternehmertum und KMU der Europäischen Kommission. Finanzielle Hilfen gebe es, aber auf kollaborativer Grundlage – beispielsweise die öffentlich-private Partnerschaft Horizon 2020, an der sich die EU mit 25 Prozent der Gesamtinvestitionen von vier Mrd. Euro beteiligt habe; der Rest wurde von der Industrie eingebracht.
„Die generelle Regel sollte sein, dass die Industrie durch Verbraucher finanziert wird. Zuallererst sollte der Biokunststoff seine eigenen Märkte finden. Biokunststoffe müssten beweisen, dass sie besser sind oder zumindest anders und auf diese Art und Weise Kunden finden, die bereit sind, dafür Geld auszugeben. „Wir würden die Biowirtschaft von der falschen Seite her aufzäumen, wenn wir über Subventionen nachdenken“, erklärte Büscher.

„Wichtig ist meiner Meinung nach an erster Stelle, dass der langfristige und faire Zugang zu Biomasse sichergestellt wird. Darüber hinaus müssen die erforderlichen Infrastrukturen für den Transport und die Verarbeitung von Biomasse geschaffen werden – damit die Produkte, die aus diesem Prozess hervorgehen, problemlos auf den Markt gelangen können. Manchmal ist das möglich, aber manchmal gibt es rechtliche und regulatorische Barrieren, die wir beseitigen müssen“, sagte er.
Die Schaffung von Anreizen scheine wohl der hoffnungsvollere Weg zu sein, nicht zuletzt durch die Förderung zunehmender und wirksamerer Recyclingmaßnahmen. Dr. Büscher führt beispielsweise Deutschland an, wo zwar 40 Prozent der Kunststoffe recycelt werden, aber nur 5 Prozent davon tatsächlich in den Kunststoffabfallstrom zurückgehen. „Es sollten stärkere Anreize geschaffen werden, damit die Recycling-Anlagen zu Anlagen werden, die Wert erzeugen. Darüber wird nicht offen genug diskutiert“, lautete sein Credo.

„In der Vergangenheit wurden Anreize für die Verbrennung als Form des Recyclings geschaffen, weil dadurch Energie erzeugt wird. Wenn man allerdings die Rückgewinnungshierarchie vor Augen hat, sollte das nicht die erste, sondern die dritte Lösung sein. Zuerst geht es darum, Abfall zu vermeiden. Zweitens geht es um Wiederverwendung. Und nur, wenn keines von beiden möglich ist, sollte die Abfallverbrennung in Erwägung gezogen werden”, bilanzierte der Mann aus Brüssel.

Biokunststoff-Industrie in Zahlen
Die weltweite Produktion von Biokunststoffen wird bis 2019 voraussichtlich auf insgesamt 7,85 Millionen Tonnen anwachsen (Steigerung gegenüber heute: 390 Prozent), wovon:

  • 83,6 Prozent biobasierte Materialien (wovon 76,5 Prozent auf Bio-PET entfallen)
  • 16,4 Prozent biologisch abbaubare Stoffe (wovon 5,6 Prozent auf PLA entfallen)
  • 80,6 Prozent in Asien produziert (Lateinamerika: 10,3 Prozent/Europa: 4,9 Prozent/Nordamerika: 4,1 Prozent/Australien & Ozeanien: 0,1 Prozent)
  • 0,02 Prozent Anteil der weltweit für Biokunststoffe verwendeten Agraranbaufläche
  • 80,0 Prozent Anteil des Gesamtvolumens an Biokunststoffen, die für Verpackungen verwendet werden
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Des King

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