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Die neue deutsche Grüne Welle: Kreislaufmaterialien

Von der Pflanze bis zur Verpackung

Recycelbar sein oder am Ende wirklich recycelt werden, ist ein entscheidender Unterschied. In Deutschland sind Begriffe wie „recycelbar“, „kreislauffähig“ oder „zum überwiegenden Teil aus nachwachsenden Rohstoffen“ leider eine zu geläufige Mogelpackung. Denn bei einer Kunststoffrecyclingquote von aktuell 5,6 % besteht Handlungsbedarf. Statt sich mit Schummelquoten die Recyclingstatistiken weiter schön zu rechnen, wird es Zeit, dass im Bereich Verpackungen in eine echte Kreislaufwirtschaft und ein zukunftsweisendes Produktdesign investiert wird. Produkte, die aufgrund ihrer aufwendigen Aufbereitung nur noch der thermischen Verwertung zugeführt werden können, sollten gesetzlich verboten werden. Das Grundproblem liegt darin, dass bei der Produktgestaltung die Kostenstruktur nur bis zum Verkaufsregal berücksichtigt wird. Dabei wäre es dringend nötig, bis zur Wiederverwertung der Rohstoffe in einer hundertprozentigen Kreislaufwirtschaft zu denken. Entscheidend ist, inwieweit das Produkt beziehungsweise der Materialmix, aus dem es besteht, nach Ablauf seiner Verwendung noch recycelbar ist.


Bei der Bewertung der Nachhaltigkeitsqualität eines Produktes ist von entscheidender Bedeutung, dass sich dessen Materialien neben der Voraussetzung, dass sie aus nachwachsenden Rohstoffen bestehen, auch kostengünstig, sortenrein und so oft wie möglich in einem technischen Kreislauf zu 100 % wiederverwerten lassen, bevor sie wieder dem biologischen Stoffkreislauf zugeführt werden. Dabei spielt es eine große Rolle, wie hoch der Anteil an recycelten Rohstoffen in dem Produkt ist und wie viele Rohstoffanteile am Produktende auch wieder recycelt werden können. Die Nachhaltigkeitsqualität lässt sich nur gewissenhaft und ehrlich unter der Betrachtung der gesamten Kreislaufkette bewerten.

Bei einer Kreislaufwirtschaft sollten Produkte aus nachwachsenden Rohstoffen bestehen, sich kostengünstig und sortenrein in einem technischen Kreislauf wiederverwerten lassen, bevor sie dem biologischen Stoffkreislauf zugeführt werden.
Bei einer Kreislaufwirtschaft sollten Produkte aus nachwachsenden Rohstoffen bestehen, sich kostengünstig und sortenrein in einem technischen Kreislauf wiederverwerten lassen, bevor sie dem biologischen Stoffkreislauf zugeführt werden.
(Bild: Christine/Jürgen Fälchle/Somprasong/Arsenii/Pavel/New Africa – stock.adobe.com, Green Lightweight Solutions)

Kreislaufwirtschaft zu 100 Prozent


In Hinblick auf eine hundertprozentige Kreislaufwirtschaft bietet das Unternehmen Green Composite Solutions komplette bioökonomische Lösungskonzepte. Dazu gehören zum Beispiel die reine Papier- und Zellstoffherstellung, Biochemikalien, die kostengünstig in Bioreaktoren oder Bioraffinerien aus landwirtschaftlichen Reststoffen oder einjährigen Pflanzen gewonnen werden können sowie deren Weiterverarbeitung zu intelligent strukturierten Halbzeugen. Aber auch die Gestaltung von Produkten, die sich einfach und preiswert in einen technischen und biologischen Stoffkreislauf zurückführen lassen. Bei den Bioökonomielösungen werden alle Aspekte beginnend beim landwirtschaftlichen Erzeugnis, über die industrielle Verarbeitung, bis zur intelligenten Reverse-Logistik berücksichtigt.

Faltpappe mit Rautenfaltstruktur: Sie ermöglicht die sortenreine Rückführung in die technische Kreislaufwirtschaft.
Faltpappe mit Rautenfaltstruktur: Sie ermöglicht die sortenreine Rückführung in die technische Kreislaufwirtschaft.

(Bild: Green Lightweight Solutions)

Beispiel (Well-)Faltpappe


Betrachtet man beispielsweise Wellpappe etwas genauer, wird sichtbar, wie sich der Materialaspekt in Bezug auf die Kreislaufwirtschaft bemerkbar macht. Bei herkömmlicher Wellpappe wird der Wellenstoff auf Basis hochwertigen Altpapiers hergestellt und enthält dadurch Anteile an Halbzellstoff (Primär- oder Frischfasern) von etwa 38 %. Die besondere Eigenschaft des Halbzellstoffes liegt in seiner Steifigkeit, die sich auf die daraus gefertigten Wellpappen überträgt. Damit er sich besser verarbeiten lässt, konnte dem Halbzellstoff bisher nur in geringem Umfang Altpapier zugesetzt werden.


Den Einsatz von bis zu 100 % Altpapier ermöglicht dagegen die Rautenfaltstruktur-Faltpappen-Technologie mithilfe ihrer intelligenten Struktur. Die Steifigkeit wird nicht mehr nur durch die Materialparameter, sondern durch die auxetischen Eigenschaften der Faltstruktur erreicht. Ein auxetisches Material bringt die Besonderheit mit sich, dass es sich beim Strecken nicht mit der Streckung ausdehnt, sondern quer zur Streckrichtung. Weil die Faltstruktur der Faltpappe aus nur einer Fläche aufgefaltet wird, lässt sich durch einen geeigneten Schichtaufbau verschiedener Materialien die Qualität steigern. Obendrein ist eine kostengünstige sortenreine Rückführung in die technische Kreislaufwirtschaft möglich.


 Die Technologie bringt gleich zwei Vorteile: Zum einen lassen sich bei der Produktion des Wellenstoffs beziehungsweise Faltstoffs zu 100 % recycelte Papiere verarbeiten. Zum anderen wird bei gleicher Festigkeit nur 50 % an Material benötigt. Dadurch ergibt sich bei der Wellpappe beziehungsweise Faltpappe eine Ressourcenersparnis von rund 25 %. Da bei der Produktion weitestgehend auf Halbzellstoff verzichtet werden kann, ermöglicht das Verfahren bei der Herstellung des Wellenstoffs (Faltstoffs) den Einsatz von landwirtschaftlichen Reststoffen wie zum Beispiel Silphie-Pflanzenfasern aus der Biogasproduktion oder Bioraffinerien, deren Nebenprodukte als Migrationsbarrieren oder für Bio-Composites eingesetzt werden können. Der vorgestellte Ansatz ist skalierbar und auch auf andere Verpackungen und Produkte übertragbar – etwa Transportverpackungen wie Tetra Pak, Kaffeebecher, Dosen oder Flaschen.

Produktionsanlage für Faltpappe mit Rautenfaltstruktur.
Produktionsanlage für Faltpappe mit Rautenfaltstruktur.

(Bild: Green Lightweight Solutions)

Mehrwert für Umwelt, Gesellschaft und Erzeuger


Warum mit hohem Energiebedarf aus Laubholz oder fossilen Rohstoffen das herstellen, was auch aus einjährigen Pflanzen oder landwirtschaftlichen Reststoffen von Landwirten und Bauern lokal in Kleinanlagen durch Mikroorganismen und Bakterien viel kostengünstiger gewonnen werden kann? Der Einsatz landwirtschaftlicher Reststoffe ermöglicht nicht nur die Bereitstellung von Fasern für die Papierindustrie, sondern die Herstellung verschiedenster Biochemikalien für eine Vielzahl von Anwendungen, darunter Verpackungen, Textilien, Kunststoffe, Gummi, Kosmetika und Medikamente. Dabei werden nicht nur der Verbrauch fossiler Rohstoffe sowie CO2-Emissionen deutlich reduziert, sondern auch ein umweltschützender Mehrwert erzielt: Dies zeigt das Beispiel der mehrjährigen Silphie-Pflanze, die von Juli bis September blüht und durch ihren extensiven Anbau ohne den Einsatz von Herbiziden, Bioziden, Pestiziden oder eine zusätzliche Düngung auskommt. Sie bietet besonders für Bienen und andere Insekten einen wertvollen Lebensraum und leistet somit neben der Honigproduktion einen zusätzlichen Beitrag zur Artenvielfalt.


Neben Industrielösungen bietet Green Composite Solutions unter dem Motto „Let it Grow“ auch Technologien für Nischen- und Nebenprodukte, die aus Reststoffen durch Mikroorganismen, Bakterien oder Pilze erzeugt werden. Dazu zählen zum Beispiel Bau-, Schaum-, Verpackungs- oder Dämmstoffe durch geleitetes Pilzwachstum. Für Erzeuger im ländlichen Raum ist dies eine zusätzliche Einnahmequelle. Ziel ist es, nicht nur landwirtschaftlich erzeugte Lebensmittel und Rohstoffe zu optimieren, sondern Ersatzprodukte für bisher problembehaftete Materialien und industriell produzierte Produkte bereitzustellen, die sich nach ihrer Nutzung sowohl in einen industriellen technischen als auch in den biologischen Stoffkreislauf zurückführen lassen.

Über die Autoren
Autorenbild
Karsten Pietsch

Gründer und Geschäftsführer von Green Lightweight Solutions

Autorenbild
Elena Krahn

CIO Green Composite Solutions

Über die Firma
Green Lightweight Solutions - Pietsch & Partner
Wismar
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