Verwirrung ums Bioplastik

Sind biobasierte oder bioabbaubare Kunststoffe besser für die Umwelt?

Es gibt bereits zahlreiche Produkte aus Bioplastik auf dem Markt. Vielleicht haben Sie ja auch schon mal eine Tüte aus Biokunststoff mit nach Hause genommen, oder ein anderes Produkt. Aber was steckt eigentlich dahinter? Sind die neuen Plastiksorten wirklich besser für die Umwelt als konventioneller Kunststoff? Diese Frage habe ich mir mal genauer angeschaut. 

Man kann es nicht anders sagen – um den Begriff Bioplastik herrscht ziemliche Verwirrung. Eine weitverbreitete, aber falsche Annahme, lautet, dass Biokunststoffe immer aus Pflanzen hergestellt und in der Umwelt vollständig abgebaut werden. Das stimmt so pauschal nicht.

Unter dem Begriff Bioplastik werden zwei verschiedene Eigenschaften von Kunststoffen zusammengefasst: Es gibt die biobasierten Kunststoffe, also Kunststoffe, die aus Pflanzen hergestellt werden. Sie sind aber nicht unbedingt biologisch abbaubar.

Und es gibt die biologisch abbaubaren Kunststoffe. Das sind Kunststoffe, die von Mikroben in überschaubarer Zeit und unter bestimmten Bedingungen vollständig abgebaut werden können. Diese müssen aber nicht aus pflanzlichem Material entstehen, und sie bauen längst nicht in jeder Umgebung einfach ab.


Biokunststoffe können biobasiert, bioabbaubar oder beides sein.
Biokunststoffe können biobasiert, bioabbaubar oder beides sein.
European Bioplastics
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Biobasiert, aber nicht biologisch abbaubar

Bisher lieferten überwiegend Öl und Gas die Rohstoffe für Plastik. Heute können einige der klassischen Kunststoffe nicht nur aus fossilen Quellen, sondern auch auf Pflanzenbasis hergestellt werden. So kann beispielsweise PET, etwa für Plastikflaschen, auf Basis von Zuckerrohr hergestellt werden. Das resultierende Material ist chemisch identisch, also exakt das gleiche wie das aus fossiler Quelle.

Die Nutzung pflanzenbasierter Rohstoffe kann die Treibhausgasemissionen reduzieren, da für das Material keine fossilen Rohstoffe aus der Erde geholt werden. Doch am Ende ihrer Lebensdauer verhalten sich biobasierte, nicht-abbaubare Kunststoffe in der Umwelt wie herkömmliches Plastik und bleiben für unbestimmte Dauer erhalten.

„Es gibt viele Biokunststoffe oder Materialien, die als Biokunststoffe bezeichnet werden, die aber nicht biologisch abbaubar sind“, erklärt Constance Ißbrücker, die den Bereich Umwelt beim Branchenverband European Bioplastics leitet. 

Viele verschiedene Typen von Biokunststoffen

Nicht alle biobasierten Kunststoffe sind also biologisch abbaubar, und nicht alle biologisch abbaubaren Kunststoffe sind biobasiert. Abbaubares Plastik lässt sich auch aus fossilen Rohstoffen herstellen. Und bio-abbaubare Kunststoffe bauen sich nicht in jeder Umgebung biologisch ab. Klingt verwirrend? Keine Frage, das ist es.

Zwar gibt es Standards und Label für biobasierte und biologisch abbaubare Kunststoffe. Doch keines davon garantiert den vollständigen Abbau des Plastiks in der freien Natur. Spielen Biokunststoffe dann überhaupt eine positive Rolle in Umweltfragen, oder sind sie nur Greenwashing? Diese Frage ist nicht leicht zu beantworten.

Biokunststoffe finden in zahlreichen Produkten Anwendung. Ihr Marktanteil ist jedoch verschwindend gering: Weniger als ein Prozent der Plastikproduktion sind biobasiert oder biologisch abbaubar.
Biokunststoffe finden in zahlreichen Produkten Anwendung. Ihr Marktanteil ist jedoch verschwindend gering: Weniger als ein Prozent der Plastikproduktion sind biobasiert oder biologisch abbaubar.
Mirel

PLA: Bedingt kompostierbar

Nehmen wir zum Beispiel die Polymilchsäure (PLA). Aus diesem Biokunststoff werden Einkaufstüten, transparente Becher, 3-D-Druckmaterialien und andere Produkte hergestellt. PLA kann aus Pflanzenmaterial wie Maiszucker, Kartoffel oder Zuckerrohr gewonnen werden und den Bedarf an fossilen Rohstoffen zur Herstellung konventioneller Kunststoffe reduzieren.

PLA ist zwar grundsätzlich recycelbar, biologisch abbaubar und kompostierbar. Aber das bedeutet noch nicht, dass das Material auch in der Natur abgebaut wird. 

Trinkhalme aus PLA seien „das perfekte Beispiel für Greenwashing“, sagte mir Frederik Wurm, ein Chemiker am Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPIP). Sie sind teurer als klassische Plastik-Trinkhalme, bauen sich aber am Strand oder im Meer nicht einfach ab. „Auf der Verpackung steht, dass sie biologisch abbaubar sind, aber an den Orten, wo sie dann landen können, wird das Material nicht abgebaut“. 

Das Problem: Damit PLA sich biologisch zersetzt, benötigt es industrielle Kompostierungsbedingungen, einschließlich Temperaturen von über 58 °C (136 °F). Das bedeutet aber auch, dass Produkte aus solchen Materialien – genau wie konventionelles Plastik – eingesammelt und an spezialisierte industrielle Kompostanlagen weitergeleitet werden müssen. Zudem müssen die Kompostierer das Material auch akzeptieren, was in Deutschland nicht der Fall ist.

Gibt es eine passende Infrastruktur, können die Kompost-Mikroben das Material innerhalb weniger Wochen in Kohlendioxid und Wasser verwandeln. Im Meer hingegen baut sich reines PLA kaum ab. 

PHA: Es ist kompliziert

Auch bei leichter abbaubaren Kunststoffen ist nie sicher, ob ein kompletter Bioabbau im konkreten Fall auch tatsächlich passiert.

Christian Lott und seine Kollegen von HYDRA, einem privaten Institut mit Forschungsstation auf der italienischen Insel Elba, haben verschiedene Biopolymere in verschiedenen aquatischen Umgebungen, von tropischen Stränden bis zum Meeresboden im Mittelmeer, getestet. Das Ergebnis: Materialien, die sich in Labortests nachweislich in Meerwasser biologisch abbauen, taten das in ihren Tests auch unter natürlichen Umweltbedingungen. 

Dazu gehört auch eine Gruppe von Biokunststoffen namens Polyhydroxyalkanoaten (PHAs), die von Mikroben produziert werden. PHAs machen derzeit nur einen sehr kleinen Teil des Marktes aus. Branchenberichten zufolge soll die Nachfrage in den nächsten Jahren jedoch stark wachsen. 

Dünne Folien aus PHA „bauen sich auf dem Meeresboden in den Tropen innerhalb von ein bis zwei Monaten ab“, sagt Lott. Aber im Mittelmeer könne es zehnmal so lange dauern, gibt der Meeresbiologe zu bedenken. „Und stellen Sie sich vor, in der Arktis, im Eis oder bei eiskaltem Wasser, oder in der Tiefsee, wo wir 0 bis 4 Grad und kaum Nährstoffe haben – dort werden die Bakterien Schwierigkeiten haben, diese Materialien zu verdauen.“

Das sei der Haken an den Polyhydroxyalkanoaten, sagt Linda Amaral-Zettler, die als Meeresbiologin am Royal Netherlands Institute for Sea Research (NIOZ) forscht. „Grundsätzlich können sie sich im Meer biologisch abbauen – aber wir müssen auch anerkennen, dass ein Teil der Meeresumwelt nicht mit biologischem Abbau vereinbar sind."

In einigen Regionen der Ozeane ist der biologische Abbau von Natur aus so extrem langsam, dass selbst organisches Material wie tote Fische oder Algen nicht vollständig abgebaut werden und als Fossilien Spuren im Gestein hinterlassen. 

Das biologisch abbaubare Superplastik?

Könnte man nicht einen Kunststoff entwerfen, der sich in jeder Umgebung biologisch abbaut?

Der Chemiker Frederik Wurm erklärte mir, dass es theoretisch möglich wäre, auf molekularer Ebene Schalter in die Materialien zu integrieren, sodass sie sich im richtigen Moment biologisch abbauen. „Das klingt raffiniert, ist raffiniert und auch teuer“, sagt er. Aber selbst wenn man dies finanzieren könnte – solche molekularen Schalter für jedes einzelne Material und für alle Umweltbedingungen zu finden, scheint eine fast unmögliche Aufgabe zu sein. 

Für den Meeresbiologen Christian Lott ist klar: Ein Material, das die volle Funktionalität bietet, sich aber am Ende seines Lebens sofort biologisch abbaut, wird „es nicht geben, niemals“.

Aus Sicht der Industrie-Expertin Constance Ißbrücker ist es auch gar nicht sinnvoll, biologisch abbaubare Verpackungen herzustellen, die sich im Meer zersetzen. „Selbst wenn, sollten sie nicht als marin-abbaubare Verpackung beworben werden, denn für die Verbraucher könnte das bedeuten, dass sie sie einfach in die Umwelt werfen können. Das wäre die falsche Botschaft."

Viele Umwelten, und jede ist anders

Die Bedingungen in den Ozeanen variieren stark – vom Strand über das offene Meer bis zur Tiefsee, von den tropischen Zonen über gemäßigte Klimata bis zur Arktis. Manche Lebensräume sind warm, andere eiskalt, einige hell, viele dunkel. Genau wie im Meer bieten auch die Böden, die Flüsse und Seen der Kontinente eine Vielfalt an Lebensbedingungen. 

Jedes Ökosystem hat seine eigenen Bewohner, zu denen auch Mikroben gehören. Welche bioabbaubaren Kunststoffe können sie abbauen, und wenn ja, wie schnell? Die Antwort ist überall eine andere. Genau deshalb ist es so problematisch pauschal zu behaupten, dass ein Material in der Umwelt biologisch abbaubar ist: Man weiß nie, in welchen Bedingungen ein Stück Plastik am Ende landet.

Und wie schnell müsste der Kunststoff verschwinden, um Schaden zu vermeiden? Eine Schildkröte könnte auch an einem Biokunststoffbeutel ersticken, der gerade erst ins Meer geweht wurde.

Anwendungen für Nischen

Kunststoffe, die derzeit als „biologisch abbaubar“ vermarktet werden, können also selbst zur Vermüllung beitragen und Schaden anrichten, wenn sie in die Umwelt gelangen. Sie bauen in der Natur nicht so schnell und vollständig biologisch ab, wie der Begriff vermuten lässt – wenn überhaupt. 

Es gibt jedoch einige Anwendungen, bei denen ihr Einsatz sinnvoll sein könnte. In einigen Ländern wie etwa Italien werden kompostierbare Beutel für organische Abfälle verwendet. Die Beutel machen das Sammeln von Küchenabfällen und anderen Biomüll einfach, sauber und bequem, wie mir Enzo Favoino erklärt hat.

Favoino ist Experte für Abfallwirtschaft an der Scuola Agraria del Parco di Monza in Italien. Der Vorsitzende des Wissenschaftlichen Ausschusses von Zero Waste Europe ist überzeugt vom Vorteil der Bioplastikbeutel für die Müllverwertung. Durch die getrennte Sammlung des organischen Mülls gelangt weniger Bioabfall in die Restmülltonne. Der Müll gärt nicht mehr so schnell, so dass die Müllabfuhr die Tonnen seltener abholen muss. Das spart nicht nur Geld, sondern erhöht auch die Recyclingquote anderer Materialien wie Papier, Glas, Kunststoff und Metall, sagte mir Favoino.

Die getrennte Sammlung von Bioabfällen führt zudem dazu, dass weniger Lebensmittelreste auf Deponien landen, wo sie sonst Methan produzieren können – ein starkes Treibhausgas, das zum Klimawandel beiträgt. 

Allerdings dürfen kompostierbare Säcke nicht überall in den Biomüll. In Deutschland zum Beispiel werden kompostierbare Tüten zusammen mit konventionellen Kunststoffen aussortiert.

In den USA stellt die Firma NatureWorks kompostierbaren Biokunststoff aus Polymilchsäure her.
In den USA stellt die Firma NatureWorks kompostierbaren Biokunststoff aus Polymilchsäure her.
NatureWorks

Farmen für Plastik?

Biobasierte Kunststoffe wiederum könnten fossile Ressourcen sparen, haben aber womöglich selbst negative Folgen für die Umwelt. So ist etwa die Landnutzung für den Anbau der Pflanzen, aus denen Plastik hergestellt werden soll, ein großer Kritikpunkt.

Der Branchenverband European Bioplastics schätzt, dass biobasierte Kunststoffe derzeit weniger als 0,02 Prozent der landwirtschaftlichen Nutzfläche beanspruchen. „Es gibt keine echte Konkurrenz zur Lebens- und Futtermittelproduktion", sagt Constance Ißbrücker.

Doch Christoph Lauwigi vom Bund für Umwelt und Naturschutz Deutschland (BUND) sorgt sich um die Nebenwirkungen eines Wachstums im Biokunststoffmarkt. Im Plastikatlas erklärt er, dass ein Anstieg der biobasierten Kunststoffe den Druck auf die Ackerflächen erhöhen könnte, was zu Wasserknappheit, Wüstenbildung und dem Verlust von Lebensräumen und Biodiversität führen könnte. Er stellt auch fest, dass die Abhängigkeit von der industriellen Landwirtschaft bei der Produktion neuer Kunststoffe die Monokultur und den Einsatz von Pestiziden erhöhen könnte.  

Die Industrie arbeitet zwar daran, den Flächenbedarf für die Grundstoffe der Biokunststoffe zu verringern, indem sie Abfallstoffe, Zellulose aus Gehölzen oder Algen als Grundlage verwendet. Derzeit können diese Quellen jedoch noch nicht so effektiv verarbeitet werden wie die Plastik-Rohstoffe aus dem Anbau, räumt Constance Ißbrücker ein.

Unzählige Chemikalien

Wenn es um die Auswirkungen von Kunststoffen auf Mensch und Umwelt geht, reicht es nicht, nur den Fußabdruck des reinen Materials zu betrachten. Plastik-Produkte können Dutzende verschiedener Substanzen enthalten, von denen einige beigemischt werden und andere im Produktionsprozess entstehen. Manche dieser Stoffe könnten negative Auswirkungen auf uns Menschen oder andere Organismen haben, wenn sie in den Körper gelangen.

Lisa Zimmermann, Doktorandin in der Abteilung Aquatische Ökotoxikologie der Goethe-Universität Frankfurt (Main), hat Untersuchungen durchgeführt, die darauf hindeuten, dass der Mix an Chemikalien, die in biologisch abbaubaren oder biobasierten Kunststoffprodukten verwendet werden, die Stoffwechselaktivität des biolumineszierenden Bakteriums Aliivibrio fischeri beeinflussen kann. In einer Reihe weiterer Experimente stellte sie fest, dass diese Chemikaliengemische das Potenzial haben können, oxidativen Stress zu verursachen und das Hormonsystem von Organismen zu beeinflussen.

„Meine Ergebnisse zeigen, dass Biokunststoffe in Bezug auf die Toxizität des darin enthaltenen Mix an Chemikalien nicht unbedingt sicherer sind als herkömmliche Kunststoffe“, sagt Zimmermann. 

Was versprechen die Label?

Biokunststoffe sind immer noch Kunststoffe. Dass einige von ihnen aus Pflanzen hergestellt werden oder das Potenzial haben, sich unter begrenzten Bedingungen biologisch abzubauen, heißt nicht automatisch, dass sie auch umweltfreundlich sind. 

Wenn Sie also ein Produkt aus Bioplastik haben, überprüfen Sie genau, was auf dem Etikett steht: Was ist das für ein Bioplastik? Ist es biobasiert und/oder abbaubar? Wo und unter welchen Bedingungen können Mikroben es biologisch abbauen? Und wie können Sie das Produkt sicher entsorgen? 

Eine Orientierung über verschiedene Bioplastik-Label gibt der Überblick, den 5 Gyres, ein gemeinnütziger Verein gegen Plastikmüll in Kalifornien, mit seiner Better Alternatives Now B.A.N. List 2.0 veröffentlicht hat. Allerdings sind einige der Standards noch in der Diskussion. Erschwerend kommt hinzu: Auch wenn Sie auf einem Produkt ein etabliertes Label finden, können Sie sich nicht immer sicher sein, dass das Produkt auch alle Anforderungen erfüllt, denn manche Firmen drucken reguläre Label ohne offizielle Genehmigung.

Skepsis ist insbesondere dann angebracht, wenn ein Material als „oxo-biologisch abbaubar“ beworben wird. Dann handelt es sich um eine Mischung aus konventionellen Kunststoffen wie Polyethylen und Metallverbindungen. Die Zusatzstoffe beschleunigen zwar den Zerfall des Plastiks. Aber laut einem Bericht des Umweltprogramms der Vereinten Nationen (UNEP) ist nicht nachgewiesen, dass diese Kunststoffe vollständig biologisch abbaubar sind, also wirklich durch Mikroben vollständig verstoffwechselt werden. Die Befürchtung ist, dass sie nur die Produktion und Ausbreitung von Mikroplastik beschleunigen. Ebenso warnt der Verband European Bioplastics, dass so genannte „enzym-vermittelt abbaubare Kunststoffe“ nicht wirklich biologisch abbaubar sind. 

Weniger Plastik statt neuer Kunststoffe

Die Kunststoffindustrie prognostiziert ein starkes Wachstum – viele Umweltschützer fordern hingegen, den Trend umzukehren und die Produktion zu reduzieren. 

Biologisch abbaubare Kunststoffe können die Kunststoffkrise nicht lösen. Die Frage, wie viel Plastik wir konsumieren, bleibt also zentral. „Indem wir die Mengen und Sorten von Verpackungen in den Supermärkten reduzieren, können wir schon sehr viel tun, ohne neue Materialien zu entwickeln“, sagt Chemiker Frederik Wurm.

Auch Constance Ißbrücker von European Bioplastics ist der Meinung, dass sich der Trend der Plastikproduktion irgendwann umkehren wird. „Vielleicht nicht in fünf oder zehn Jahren, aber mit den wachsenden Problemen wird es eines Tages soweit sein – weil es einfach zu viel ist.“


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Eine veränderte, englischsprachige Version dieses Artikels erscheint bei Ensia.

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