Die Zukunft ist kompostierbar

Man bezahlt an einer Kasse – und bevor man abwehren kann, steckt die Verkäuferin die neuen Socken oder das Duschmittel bereits in einen Plastiksack. «En schöne Tag no!» Daheim landet die aus Erdöl hergestellte Verpackung im Abfall. Weltweit sind Einwegbeutel ein grosses Umweltproblem. Die über Jahrzehnte nicht abbaubaren Säcke werden vom Wind in die Landschaft getragen und landen schliesslich im Meer. Tiere verheddern sich darin oder sterben, weil sie kleine Plastikteile verschlucken.

Obwohl in der Schweiz die meisten Säcke ordnungsgemäss entsorgt werden, hat sich das Parlament im letzten Dezember zu einem Verbot entschieden. Dieses tritt auf Anfang 2015 in Kraft. Damit folgt die Schweiz den Bemühungen der EU. Während die Einwegtüten in Frankreich bereits seit einigen Jahren verboten sind, erhebt Irland ein Pfand von 22 Cent. Damit konnte der Verbrauch massiv eingedämmt werden.

Abfallprodukte und pflanzliche Überreste sind ökologisch, reichen aber nicht aus
Die Politik verbietet und Wissenschaftler forschen. Etwa an der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt Empa, wo rund 20 Personen verschiedener Teams mit dem Thema «Kunststoffe aus erneuerbaren Rohstoffen» beschäftigt sind. «Unser Ziel ist es, die Eigenschaften zu verbessern», erklärt Luciano F. Boesel, Mitarbeiter der Abteilung Biomaterial. Materialien, die bereits auf dem Markt sind, seien zu durchlässig für Wasserdampf und Sauerstoff. «Dadurch sinkt die Haltbarkeit von Lebensmitteln.» Zudem wolle man die Hitzebeständigkeit mancher solcher Kunststoffe erhöhen, damit sie sich nicht bereits bei 60 oder 70 Grad verformen.

In der EU sind zum Teil bereits heute Getränkeflaschen aus organischen Materialien wie Maisstärke oder Milchsäure im Handel. Anders als PET, das einmal weggeworfen über Hunderte von Jahren liegen bleibt, sind diese Produkte kompostierbar. Ob sie deswegen umweltfreundlicher sind, ist aber höchst umstritten. Denn die meisten davon sind aus Substanzen hergestellt, die in Konkurrenz mit Nahrungsmitteln stehen. Die Wissenschaftler der Empa gehen deshalb einen anderen Weg. Im Rahmen eines europäischen Forschunsgsprojekts experimentieren sie mit Abfallprodukten und pflanzlichen Überresten aus der Lebensmittelindustrie, wie Fruchtabfällen aus der Konserve- und Saftverarbeitung, Abwassern aus der Weinproduktion oder den nicht essbaren Teilen von Meeresfrüchten. Mithilfe von Bakterien gewinnen sie daraus sogenannte Biopolymere. Doch um so grosse Mengen herzustellen, wie die Verpackungsindustrie benötigt, würden wohl nicht genügend dieser Abfallprodukte anfallen, gibt Boesel zu bedenken. «Die Regierungen fordern nachhaltigere Produkte. Aber der Marktanteil wird vermutlich nicht so schnell steigen.»

Ein gewisses Potenzial liege jedoch bei holzbasierten Kunststoffen, die nicht auf Nahrungsmitteln wie Zucker oder Stärke basieren, sagt Wolfgang Zangerle, Technischer Leiter bei der Firma RIWISA AG. Daraus können zum Beispiel Computertastaturen oder Trink­becher hergestellt werden. Sicher kompostierbar seien diese Produkte und Verpackungen zwar nicht, sagt Zangerle, aber der Rohstoff werde durch die Zwischennutzung als Kunststoff zu einem CO2-Speicher, bevor er am Schluss verbrannt wird. Schwierigkeiten würden derzeit noch auftreten, weil diese Materialien teilweise Geschmackstoffe entweichen lassen. Grundsätzlich könne dies mit anderen Technologien gelöst werden, was sich jedoch auf die Kosten auswirke, erklärt der Fachmann. «Die meisten Verfahren sind nur bei sehr grossen Mengen wirtschaftlich tauglich.»

Abbaubare Implantate ersparen einem Patienten weitere Operationen
Generell ist der Preis von zellulosebasierten und biologisch abbaubaren Kunststoffen zurzeit noch eine grosse Herausforderung: Das Rohmaterial kommt je nach Art auf 10 bis 25 Franken zu stehen, während Verpackungskunststoffe auf fossiler Basis für rund zwei Franken pro Kilogramm erhältlich sind. Das sei den meisten Firmen zu teuer, sagt Zangerle. «Alle wollen umweltfreundliche Verpackungen, aber niemand will oder kann investieren.» Um den Preis zu senken, müssten grosse Mengen hergestellt werden können.

Ganz anders verhält sich die Sache bei den Implantaten. Wenn sich Knochenschrauben, Dübel oder andere medizintechnische Produkte nach zwei Jahren von selber auflösen, erspart das eine weitere Operation für den Patienten. Obwohl auch die Preise für diese Materialien sehr hoch sind, fallen sie kostenmässig viel weniger ins Gewicht als bei Verpackungen, die in grossen Mengen benötigt werden und nahezu nichts kosten dürfen.

Auch in der EU läuft die Forschung auf Hochtouren. So entwickelt die holländische Firma Avantium in Zusammenarbeit mit Coca Cola, Danone und Alpla Getränkeflaschen aus pflanzlichen Materialien. Dazu verwendet sie Stärke aus Zuckerrohr, Mais oder Zuckerrüben, sowie Restmaterialien aus der Landwirtschaft und Papierabfälle. Die ersten Flaschen sollen 2017 auf den Markt kommen. Gemäss Angaben des Unternehmens, das auch im Bereich Agrotreibstoffe tätig ist, hat das neuartige Material namens PEF (Polyethylen-Furanoat) noch bessere Eigenschaften als das erdölbasierte PET (Polyethylenterephthalat). Die Durchlässigkeit für Sauerstoff und Kohlensäure soll tiefer sein, womit die Haltbarkeit von Getränken und Lebensmitteln verlängert wird.

Lohnt sich der ganze Aufwand überhaupt?
PEF kann auch für Yoghurtbecher und andere Lebensmittelverpackungen verwendet werden und soll im Vergleich zu PET die Atmosphäre mit 50 Prozent weniger Kohlendioxid belasten. Biologisch abbaubar ist es jedoch nicht. Es muss ähnlich wie PET rezykliert werden. Konsumenten können Verpackungen aus beiden Materialien gemeinsam sammeln. In der Rezyklieranlage werden sie voneinander getrennt. Danach können daraus wieder neue Flaschen hergestellt werden oder andere Produkte wie etwa T-Shirts.

Bei den zu 100 Prozent kompostierbaren Kunststoffen würden sich ähnliche Fragen stellen wie bei Biotreibstoffen, sagt Wolfgang Zangerle: Nämlich jene nach der Verfügbarkeit der Rohstoffe sowie ethische Grundsatzüberlegungen, ob Nahrungsmittel als Verpackung gebraucht werden sollen. «Um die Ökobilanz zu erfassen, muss man stets die gesamte logistische Kette anschauen», gibt der Kunststoffingenieur zu bedenken. Darin müssten auch Transportwege von Rohstoffen, fertigen Verpackungen und verwendeten Produkten enthalten sein, sowie der für die Herstellung nötige Energieaufwand. Dem stimmt Boesel zu: «Auch die Produktion von Biopolymeren braucht Energie.» Die Reduktion des Abfallbergs durch weniger und leichtere Verpackungen sei immer der bessere Weg, stellt der Forscher klar.