Recycling von Biokunststoffen

Recycling von Biokunststoffen

Fast 40 Prozent aller Verpackungen, die in Deutschland jährlich hergestellt werden, bestehen aus Kunststoff. Angesichts dieser Masse setzen Hersteller in den letzten Jahren verstärkt auf biobasierte und bioabbaubare Kunststoffe. Wegen ihrer positiven Eigenschaft. bieten diese in vielen Bereichen Vorteile und stellen eine echte Alternative zu den klassischen, aus fossilen Rohstoffen hergestellten Kunststoffen dar.

 

Definition: Recycelte und biologisch abbaubare Kunststoffe

Man unterscheidet zwischen biobasierten und bioabbaubaren Biokunststoffen. Während biobasiert bedeutet, dass das Material zumindest teilweise aus Biomasse wie Zuckerrohr, Mais oder Cellulose hergestellt wurde, beschreibt bioabbaubar einen biochemischen Prozess, in dem natürlich vorkommende Mikroorganismen das Material in natürliche Substanzen umwandeln. Zu diesen zählen Kohlendioxid und mikrobielle Biomasse, aber auch Wasser.

Einige Kunststoffe weisen beide Eigenschaften auf, sind also sowohl biobasiert als auch bioabbaubar. Anhand der Eigenschaften und der Herkunft des Materials kann man Kunststoff in vier Gruppen einteilen. Die Übersicht zeigt, dass biobasierte Kunststoffe nicht zwingend bioabbaubar sind und umgekehrt bioabbaubare Kunststoffe nicht immer biobasiert sind.

Bioabbaubare Kunststoffe aus nachwachsenden Ressourcen: Aus diesen werden beispielsweise Bioabfallbeutel hergestellt.

Bioabbaubare Kunststoffe aus fossilen Ressourcen: Die Nutzung ähnelt der von bioabbaubaren Kunststoffen aus nachwachsenden Ressourcen.

Nicht bioabbaubare Kunststoffe aus petrochemischen Ressourcen: Dabei handelt es sich um die herkömmlichen Kunststoffe.

Nicht bioabbaubare Kunststoffe aus nachwachsenden Rohstoffen: Diese Kunststoffe gleichen in ihrer chemischen Struktur denen aus fossilen Rohstoffen. Zu ihnen zählt zum Beispiel das für Kosmetikverpackungen verwendete biomassebasierte Polyethylen (Bio-PE). Ihr Anteil an den Biokunststoffen beläuft sich auf etwa 50 Prozent.

 

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Herstellung biobasierter Kunststoffe

Hergestellt werden biobasierte Kunststoffe aus verschiedenen, häufig stärke- und cellulosehaltigen Rohstoffen wie Zuckerrohr, Mais, zum Teil auch Ölsaaten oder Holz. Auch bioabbaubare Kunststoffe lassen sich aus pflanzlichen Rohstoffen - insbesondere Zellulose, Zucker und Stärke - herstellen. Zu den wichtigsten Stärkelieferanten gehören Mais, Weizen und Kartoffeln.

Die derzeit gebräuchlichsten Biokunststoffe basieren auf thermoplastischer Stärke. Ihr Anteil an der Gesamtheit der Biokunststoffe beläuft sich auf rund 80 Prozent. Verwendung finden die Stärkekunststoffe vor allem für die Herstellung von Folien, Beschichtungen und Spritzgussartikeln.

Durchgesetzt hat sich auch Polylactid (PLA), auch als Polymilchsäure bekannt. Dabei handelt es sich um einen biologisch abbaubaren Polyester, der unter Verwendung von Maisstärke aus Milchsäure polymerisiert wird. PLA ist im medizinischen Bereich verbreitet und wird zunehmend auch als Verpackungs- und Faserwerkstoff genutzt.

Zu den beliebtesten Biokunststoffen zählen auch die Polyhydroxyfettsäuren (PHF). Dabei handelt es sich um thermoplastische Polyester, die mit Hilfe von Bakterien oder Pilzen
aus Zucker oder Stärke gewonnen werden. Die Mikroorganismen speichern die PHF, sodass sie anschließend aus den Zellen extrahiert werden können. Je nachdem welches Substrat und welche Bakterien zum Einsatz kommen, kann man aus PHF zahlreiche Kunststoffe mit verschiedenen Eigenschaften gewinnen.

 

Eigenschaften von Biokunststoffen

Zwar werden Biokunststoffe zum größten Teil aus biogenen Substanzen gewonnen. Äußerlich unterscheiden sie sich aber in der Regel nicht von herkömmlichen Kunststoffen. Auch in den Materialeigenschaften ähneln sich petrochemisch und biobasierte sowie bioabbaubare Kunststoffe sehr. Grundsätzlich lassen sie sich deshalb auch zu denselben Produkten verarbeiten.

Die pflanzlichen Rohstoffe, aus denen biobasierte Kunststoffe hergestellt werden, sind klimaneutral und damit umweltfreundlich. Bei der Bewertung der Klimaneutralität muss jedoch die gesamte Produktionskette - vom Rohstoffanbau bis zur Entsorgung - analysiert werden. Werden Pflanzen aus konventionellem Anbau verwendet, gerät das Argument der Klimaneutralität nämlich ins Wanken. Besonders klimaschädlich ist das beim Düngen entstehende Distickstoffmonoxid (NO2). Trotzdem ist festzuhalten, dass dank der nachhaltigen Produktions- und Entsorgungskette die Ökobilanz im Vergleich zu traditionellen Kunststoffen positiv ausfällt.

Kunststoffe dagegen, die sowohl biobasiert als auch bioabbaubar sind, können sich über einen besonders positiven Umwelteffekt freuen. Die für ihre Herstellung erforderliche Biomasse kann kompostiert werden, steht damit neuen Pflanzen zur Verfügung und trägt zur Bindung von CO2 im Boden bei. Selbst wenn die Biokunststoffe in einer Müllverbrennungsanlage landen, entsteht bei der Verbrennung nur so viel CO2, wie die Pflanzen zuvor aufgenommen haben.

 

Entsorgung von Biokunststoffen

Leider lassen sich Biokunststoffe oftmals nicht so einfach entsorgen. Auf dem heimischen Komposthaufen ist eine Kompostierung ausgeschlossen. Stattdessen benötigt man für ihre Kompostierung eine Umgebung, wie man sie nur in industriellen Kompostieranlagen findet. Das Problem: Viele Anlagen nehmen keine Biokunststoffe an, da diese für eine vergleichsweise lange Verrottungszeit bekannt sind. Man bräuchte also ein getrenntes Verwertungssystem - oder die Biokunststoffe müssten derart weiterentwickelt werden, dass die Verrottungszeit kürzer ausfiele.

Die beste Option, Biokunststoff-Abfälle zu entsorgen, bietet die energetische Verwertung. Dabei gewinnt man aus dem Verbrennungsprozess sortenreiner Biokunststoffe - teilweise aber auch solche, die mit bestimmten traditionellen Kunststoffen vermischt sind - Energie. So vermeidet man außerdem den Verbrauch fossiler Primärbrennstoffe und die Emissionen, die bei deren Verbrennung freigesetzt werden.

 
FAQ

Sind biobasierte Kunststoffe nachhaltiger als konventionelle Kunststoffe?
Vergleichende Ökobilanzen verschiedener Produkte zeigen, dass die Umweltauswirkungen von Gegenständen aus biobasierten Rohstoffen nicht wesentlich besser sind als die von fossilbasierten. Stattdessen kommt es zu einer Verschiebung der Auswirkungen: Zwar setzen herkömmliche, fossilbasierte Kunstst mehr CO2 frei, dafür zeigt die Herstellung biobasierter Kunststoffe ein höheres Versauerungs- und Eutrophierungsrisiko. Der Grund: Für die landwirtschaftliche Produktion biobasierter Kunstst benötigt man gewisse Flächen. In der Folge kann es zur Konkurrenz mit der Lebensmittelproduktion kommen, Ausgleichsflächen werden weniger.

Wieviel "Bio" muss ein biobasierter Kunststoff enthalten?
Hierzu existieren keine Vorgaben. Zwar gibt es Zertifizierungssysteme, die gewisse Spannweiten für den im jeweiligen Werkstoff enthaltenen Kohlenstoffanteil vorgeben. Der Begriff "Biokunststoff" ist jedoch nicht offiziell definiert und auch nicht gesetzlich geschützt.

Welche Vorteile haben Biokunststoffe?
Biokunststoffe reduzieren die CO2-Emissionen, da sie den Verbrauch von Erdöl, Erdgas und Kohle senken. Auch bei der Verbrennung setzen sie nur soviel CO2 frei, wie ursprünglich in ihnen gespeichert war, und sind damit im Vergleich zu herkömmlichem Plastik deutlich klimafreundlicher.

Zukünftig sollen Biokunststoffe vermehrt aus landwirtschaftlichen Neben- und Abfallprodukten - beispielsweise Sägespänen oder Federn - hergestellt werden. Damit stiege auch ihre Ökobilanz. Nach wie vor gilt aber: Weniger Plastik - egal, ob bio oder nicht - ist der beste Weg, um die Umwelt zu schonen. Eine sehr gute Lösung sind deshalb Mehrweglösungen.

Wie sind Biokunststoffe zu entsorgen?
Keinesfalls sollten Biokunststoffe in der gelben Tonne oder auf dem eigenen Komposthaufen entsorgt werden. Produkte, die mit den Bezeichnungen "biobasiert" oder "biologisch abbaubar" markiert sind, gehören stattdessen in den Restmüll - und manchmal in die Biotonne. Das heißt zum Beispiel auch, dass der Biomüll nicht in einer biologisch abbaubaren Plastiktüte gesammelt werden sollte.

Von Gesetzes wegen ist es zwar erlaubt, kompostierbaren Plastik in der Biotonne zu entsorgen. Zuvor sollte man sich allerdings auf jeden Fall bei der Stadt beziehungsweise beim lokalen Abfallwirtschaftsbetrieb erkundigen, wie mit Bioplastik umzugehen ist. Der Grund: Viele Kompostieranlagen sind nicht in der Lage, kompostierbares Material drei Monate lang zu kompostieren. Dieser Zeitraum ist aber gesetzlich vorgeschrieben. Hinzu kommt, dass Biokunststoffe in der Anlage meist als normales Plastik erkannt und deshalb aussortiert werden. Außerdem besteht die Gefahr, dass der Entsorgungsbetrieb die Tonne stehen lässt, weil Plastik drin liegt.

Werden Biokunststoffe recycelt?
Ja, aber nur teilweise. Recycelbar sind biobasierte Kunststoffe, die dieselbe chemische Struktur haben wie ihre fossilen Verwandten. So können zum Beispiel PET-Flaschen, die zumindest zum Teil auf Biomasse basieren, zusammen mit normalen PET-Flaschen recycelt werden. Der Rcyclinganteil solcher Flaschen kann in geschlossenen Materialkreisläufen zwischen 26 und 100 Prozent betragen.

Biobasierte Kunststoffe dagegen, deren chemische Struktur sich von der fossilbasierter Kunststoffe unterscheidet, lassen sich nicht so einfach recyceln. Zwar lassen auch sie sich in der Regel thermoplastisch verformen und erfüllen damit eine wichtige Voraussetzung fürs Recycling. Leider sind Sortieranlagen meist nicht auf die Sortierung solcher neuartiger Kunststoffe ausgelegt. Die Kunststoffe landen deshalb sehr häufig in der Verbrennung und werden energetisch verwertet.     Quellen

https://www.umsicht.fraunhofer.de/de/positionen-diskurs/recycling-biokunststoffe.html#:~:text=Fakten%20und%20Empfehlungen%20zum%20Recycling%20von%20Biokunststoffen%201,4%20Pfandl%C3%B6sungen%20wie%20z.%20...%20Weitere%20Artikel...%20

https://www.umweltbundesamt.de/biobasierte-biologisch-abbaubare-kunststoffe#12-woraus-bestehen-biobasierte-und-biologisch-abbaubare-kunststoffe

http://www.biokunststoffe.de/index.php?option=com_content&view=article&id=51&Itemid=47&lang=de

https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/publikation/long/3834.pdf

https://www.kunststoffe.de/a/grundlagenartikel/polylactid-pla-264462

https://www.kompost.de/fileadmin/user_upload/Dateien/HUK-Dateien/7_2016/Entsorgung_v_on_Produkten_aus_Bioabfaellen_HUK_07_2016.pdf