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Umweltschutz

02.02.2018

Bioplastik soll das riesige Müllproblem lösen. Geht das?

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Plastik ist billig, einfach zu verarbeiten - und hält beinahe ewig. Das ist Fluch und Segen.
Bild: Alterfalter/Fotolia.com

Ganz so einfach wird es wohl nicht. Was sich Forscher von Kunststoffen aus Milch und altem Brot versprechen - und Umweltexperten dazu sagen.

Die Welt hat ein Plastikproblem, viele Millionen Tonnen an Kunststoff verschmutzen die Meere und das macht sich inzwischen auch mitten in Bayern bemerkbar. In den letzten Jahren etwa häufen sich bei Sven Sängerlaub in Freising die Anfragen aus der Industrie nach besonderen Kunststoffen, mit denen sich die Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Verfahrenstechnik und Verpackung (IVV) intensiv befassen. Der Verpackungsexperte sitzt nun am großen Konferenztisch und aus seinem Mund sprudeln die „Polys“: Polyethylen, Polymilchsäure, Polymere, Polyethylenterephthalat. Zum Präfix für „viel“ gesinnt sich ab und zu die Silbe „bio“, die besonders in Sängerlaubs Branche gerade schwer im Kommen ist und von der plötzlich im Zusammenhang mit Plastik auch sonst so viele reden. Verbraucher, Politiker, Wissenschaftler, Umweltverbände und die Industrie. Manch einer wittert im Bioplastik eine Lösung für den Planeten, manch anderer ein neues Problem.

Der globale Markt mit Bioplastik boomt, das hat auch das 2016 gegründete EU-Projekt BioCannDo festgestellt. Zurzeit werden jährlich weltweit rund zwei Millionen Tonnen produziert. Im Vergleich zum herkömmlichen Plastik ist das nicht viel. 322 Millionen Tonnen sind es da pro Jahr, Tendenz steigend. Die Experten von BioCannDo rechnen beim Bioplastik aber mit Wachstumsraten von bis zu 20 Prozent in den nächsten fünf Jahren. Andere vermuten gar, dass sich die Produktionskapazitäten bis zum Jahr 2021 vervierfachen werden.

Hinter dem Trend stecken zwei Gründe: Da ist zum einen die Suche nach Alternativen für die endlichen fossilen Rohstoffe, aus denen bisher der Großteil des Plastiks hergestellt wird. Zum anderen bessern Firmen mit Bioplastik und Nachhaltigkeit ihr Image auf. Sie haben erkannt, dass das Plastikproblem den Verbraucher umtreibt. Der fragt sich inzwischen immer häufiger, was er tun kann, damit weniger Müll in den Weltmeeren landet. Denn so, wie bisher, soll es nicht weitergehen.

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Immer mehr Firmen bieten bereits neue Alternativen zum bekannten Plastik an, werben mit umweltfreundlichen Biokunststoffen, die Verbrauchern ein gutes Gefühl geben sollen. Coca Cola mit BioPET-Flaschen, die aus Zucker hergestellt wurden. Es gibt To-Go-Becher, Kinderspielzeug und Geschirr aus holzbasierten Kunststoffen. Kunstfasern aus Altmilch. Kaffeekapseln aus Papier-Kunststoff. Oder eben Verpackungsfolien, die aus Milchsäure hergestellt werden. Sogar Lego plant, ab 2030 seine weltberühmten Bauklötzchen ausschließlich aus Bioplastik zu fertigen, um unabhängig von fossilen Rohstoffen zu sein und seine Ökobilanz zu verbessern.

Wird das Plastik der Zukunft aus alter Milch gemacht?

So einfach wie bei den Lebensmitteln, wo „bio“ für die Attribute „gesund“ und „umweltverträglich“ steht, ist es beim Plastik nicht. Nicht jeder Gegenstand, der das Label „Bioplastik“ bekommt, ist auch automatisch gut für die Umwelt. Das stellt Sängerlaub klar, noch bevor er zum ersten Mal an seiner Tasse Kaffee nippt und erklärt, wie Biokunststoffe hergestellt und in Folien eingebautwerden: „Biopolymere sind nicht klar definiert.“ Es könne heißen, dass sie biologisch abbaubar sind. Oder auch, dass sie einfach aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt wurden. Dann konkretisiert er: Manche dieser Biokunststoffe zersetzen sich im normalen Kompost binnen Wochen. Andere, wie beispielsweise Polymilchsäure (PLA), sind unter industriellen Kompostierbedingungen bei 60 Grad abbaubar. Der Fisch im Meer hätte davon also erst einmal nichts. Und auch nicht von den Biopolymeren, die dieselben Eigenschaften wie herkömmliches Plastik haben und sich nicht kompostieren lassen, obwohl sie aus Biomasse hergestellt wurden. Bio-PET etwa.

Eines haben alle biobasierten Kunststoffe gemein: Sie bestehen aus Kohlenstoffverbindungen, die aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnen wurden. Häufig sind Zucker oder Stärke die Grundlagen. Theoretisch könnte aber auch der Kaffee, den Sängerlaub gerade trinkt, in ein Biopolymer umgewandelt werden. „Aber das wäre zu aufwendig“, sagt der Wissenschaftler gleich und wickelt den Keks neben seiner Kaffeetasse aus der Plastikfolie. Und was ist damit? Schon ein Biopolymer? Der Verpackungsexperte fühlt das transparente Material. „Ich denke nicht.“ Knistert zu wenig, ist zu weich. Aber die Milch, die neben der Kaffeetasse in einem Kännchen steht, ist quasi seine Materie. Ein paar Minuten später setzt Sängerlaub einen weißen Schutzhelm auf und zeigt, wie die Kollegen an dieser Materie forschen.

Das IVV-Team in Freising experimentiert mit Molke als Sauerstoffbarriere, die sie in Plastikfolien einbauen. Die Kollegen vom Institut in Potsdam stellen Folien aus Milchsäure her, die aus altem Brot gewonnen wurde. „Wir verwenden Reststoffe, die sonst im Müll landen würden“, betont Sängerlaub. Die Wissenschaftler erforschen, welche besonderen Anforderungen die Folien erfüllen. Das heißt in der Praxis: Sängerlaub und Kollegen experimentieren mit Molekülen, die sie mithilfe von Maschinen zu langen Polymerketten verbinden, erhitzen, zu mehrschichtigen Folien aussprühen und wieder abkühlen. Je nach Anordnung der Moleküle verändern sich die Eigenschaften dieser Kunststoffe. Wie komplex die Materie der Plastik-Alchemisten ist, lassen die Aufnahmen erahnen, die in manchen IVV-Laboren hängen. Sie zeigen starke Vergrößerungen von in natura haardicken Folienquerschnitten. Jede Schicht besteht aus einem anderen Material, das unterschiedliche Eigenschaften hat: Schutz, Wasserbarriere, Sauerstoffbarriere, Stabilität ...

Vieles in der Welt der Biopolymere ist noch unerforscht. Dabei sind Biokunststoffe kein neues Phänomen. Sie erleben genau genommen eine Renaissance. Die ersten menschengemachten Polymere wurden aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnen. 1839 erfand Charles Goodyear zum Beispiel Gummi, das er aus Kautschuk herstellte. 1856 produzierte Alexander Parkes das erste Zelluloid aus Zellulose und entdeckte damit einen Kunststoff, aus dem später Puppen, Tischtennisbälle und auch Filme waren. Vier Jahre später war die Geburtsstunde des Linoleums, das aus Leinöl, Korkmehl und Jutegewebe gewonnen wurde.

100 Prozent biologisch abbaubar ist möglich - aber teuer

Nach dem Zweiten Weltkrieg dann wurden viele Biopolymere der ersten Generation durch Kunststoffe ersetzt, die aus dem günstigen und plötzlich reichlich vorhandenen Erdöl entwickelt wurden und den Markt überschwemmten. Tausende Arbeitsstunden steckten Wissenschaftler in die Plastikforschung, um Herstellungsverfahren zu optimieren. Wohingegen die Biopolymere in Vergessenheit gerieten. „Hier haben wir noch viel nachzuholen“, sagt Sängerlaub, „aber in den letzten zehn Jahren haben wir große Fortschritte gemacht.“ Die Forscher am IVV versuchen für Verpackungsstoffe passende Lösungen zu finden – im Auftrag von Hersteller von Lebensmitteln, Polymeren und Folien und im Rahmen der EU-Richtlinien für Verpackungsstoffe. Polymere aus nachwachsenden Rohstoffen zu gewinnen, sei ein Schritt in die richtige Richtung, so Sängerlaub. Im Prinzip sei es schon möglich, Verpackungsmaterial aus Kunststoff herstellen, der zu 100 Prozent biologisch abbaubar wäre. „Das ist nur eine Frage der Kosten“, sagt Sängerlaub. Besser sei es natürlich Polymere zu recyceln. Noch sei der Einsatz von Biokunststoffen teurer als normale Kunststoffe, aber das könne sich ändern, wenn die Produktionsabläufe optimiert seien und der Bedarf steige. Das hänge auch vom Verbraucher ab, ob er neue Verpackungen annehme. Aber wäre der Welt damit geholfen?

Es gibt noch einige „Aber“ in Sachen Biokunststoffe. Zum Beispiel von Franziska Krüger. „Bei diesem Thema muss man sehr aufpassen“, sagt die Recyclingexpertin des Umweltbundesamtes (UBA) nicht nur ihm Hinblick auf die unterschiedlichen Zerfallbedingungen der Biokunststoffe. Entscheidend sei auch: Aus welchen Quellen stammen zum Beispiel die Rohstoffe, aus denen die Biopolymere gewonnen werden? Werden Lebensmittel extra zur Kunststoffgewinnung hergestellt? Oder werden Reststoffe verwendet, die an einem anderen weggenommen werden? Eine ähnliche Diskussion hat es bereits bei Biogas und Biosprit gegeben. Hinzu komme die Ökobilanz, die bei den Biokunststoffen nicht CO2-neutral sei. Die beim Anbau der Rohstoffe verwendeten Dünger und Pestizide müssten ebenso in die Rechnung aufgenommen werden wie die Kraftstoffe der Erntemaschinen. Alles nicht gesund für den Planeten.

Dass Bioplastik auch nicht gesünder für den Menschen ist, darauf weisen Wissenschaftler hin. In Spielzeug oder Geschirr aus Biopolymeren würden sich Zusatzstoffe befinden, über die es kaum Untersuchungen gebe, sagte jüngst Martin Wagner von der Uni Trondheim. Weltweite Richtlinien für die Herstellung von Bioplastik gibt es nicht, betont auch UBA-Expertin Franziska Krüger. Einen globalen Bioplastik-Plan, den jüngst ein Expertenkonsortium der Ellen-MacArthur-Stiftung forderte, ebenso wenig.

Was es aber gibt: Recyclingprobleme. Kunststoffe, die als biologisch abbaubar in Kompostierungsanlagen gelten, dürfen nicht einfach über die Biotonne entsorgt werden. Gelangen sie dennoch in den Biomüll, werden sie als Störstoff aussortiert und verbrannt. Biologisch abbaubare Verpackungen müssen in der Gelben Tonne entsorgt werden. Noch seien die Mengen aber zu gering, als dass es einen etablierten Recyclingweg für bioabbaubare Verpackungen gebe, sagt Franziska Krüger. Diese Kunststoffe werden daher verbrannt, wohingegen nicht biologisch abbaubare Bio-Kunststoffe recycelt werden können. Zum Beispiel Bio-PET mit "normalem" PET, die die gleiche chemische Struktur haben.

Gelangen bioabbaubare Kunststoffe aber irrtümlicherweise in eine Recyclingstraße, können sie dort Probleme verursachen und die recyclebaren Kunststoffe verunreinigen. Das kritisiert auch Thomas Reiner, Vorstandsvorsitzender des Deutschen Verpackungsinstitutes. Es sei zwar sinnvoll, Alternativen zu erdölbasiertem Plastik zu suchen, aber das Thema Mehrweg bleibe wichtig.

Das sieht Franziska Krüger ähnlich. Sie warnt davor, dass Plastik nun ein grünes Mäntelchen verpasst bekommt und dadurch sorgloser mit dem Plastikmüll umgegangen wird. Nach dem Motto: Ist doch bio, verrottet schon, weg damit. Das wäre falsch wie fatal. Denn eigentlich ist es ganz einfach: Das beste Plastik, ob bio oder nicht, ist immer noch das, das gar nicht erst als Abfall in der Umwelt landet.

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