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BiokunststoffPlastik sucht seinen Platz

Schildkröt-Puppe Inge, 1950. Die Puppe besteht aus Celluloid. John Wesley Hyatt erfand diesen thermoplastischen Kunststoff, der auf Cellulose beruht, und produzierte ihn ab 1869 industriell. Bild: Holger Ellgaard

Geschirr, Windeln oder Gemüsesäcke: Bioplastik kann eine sinnvolle Alternative zu herkömmlichem Kunststoff sein. Doch unter dem grünen Mäntelchen verbergen sich auch ökologisch problematische Produkte.

von Simon Thönen

Plastikmüll wird unseren Planeten noch lange verunstalten. 200 Jahre dauert es, bis eine Wegwerfwindel aus Kunststoff in der Natur abgebaut ist. Mit dem in den letzten 100 Jahren produzierten Plastik hätte man den Erdball sechsmal einpacken können – und jedes Jahr kommen weit über 200 Millionen Tonnen Plastik dazu.

Nur ein winziger Teil davon wird wiederverwertet oder in Kehrichtverbrennungsanlagen verbrannt und so wenigstens zur Energieproduktion genutzt. Der Rest landet irgendwo. In seinem Dokumentarfilm «Plastic Planet» zeigt Regisseur Werner Boote, dass Plastikmüll längst auch in menschenleeren Wüsten und in den Ozeanen zu finden ist und zudem eine Vielzahl von gesundheitsschädigenden Stoffen enthält (siehe Artikel zum Thema «Umweltverschmutzung: Müll auf dem Planeten Plastik»).

Kunststoff, der sich in der Natur zersetzen würde, ohne schädliche Stoffe freizusetzen, wäre ein Segen. Cellophan etwa ist «bio», da es aus nachwachsenden Rohstoffen statt Erdöl hergestellt wird. Doch nicht jeder Biokunststoff ist biologisch abbaubar; auch Cellophan wird meist beschichtet und verrottet deshalb nicht. Und auch die Bioplastikbecher des US-Herstellers Natureworks, in der Schweiz von der Firma Pacovis vertrieben, zersetzen sich weder im Meer noch in der Abfalldeponie, wie der Hersteller auf seinem Internetseite informiert.

Der Grossverteiler Migros packt einen Teil seiner Biokarotten in einen «kompostierbaren» Plastiksack «auf Basis nachwachsender Rohstoffe». Das hat laut Sprecherin Monika Weibel den Vorteil, «dass der Kunde die Rüstabfälle zusammen mit dem Sack in den Kompost geben kann». Ein «Praxistest zur Hauskompostierung» sei erfolgreich verlaufen. Doch selbst kompostierbarer Biokunststoff verrottet nicht einfach so in der Natur.

Kompostieren klappt nicht immer

Keine guten Erfahrungen machte Hans Balmer, der seit 30 Jahren als Kompostberater tätig ist, mit solchen «kompostierbaren» Verpackungen und auch mit den eigens für den Kompost entwickelten Compobags. «Im Labor klappt die Verrottung bestimmt, nicht aber in der rauen Wirklichkeit», sagt er. Balmer hat es etliche Male versucht, doch auch nach einem Jahr fand er jeweils noch Reste von Bioplastik in seinem sorgfältig gepflegten Kompost.

«Kompostierbarer» Biokunststoff trägt, sofern es sich um ein seriöses Produkt handelt, meist einen Keimling als Logo und ist nach der europäischen Norm EN 13432 zertifiziert. So auch der Biokarottensack von Migros und die Naturesse-Produktlinie von Pacovis. Die Norm besagt aber nur, dass die Produkte unter industriellen Bedingungen kompostierbar sind. Genauer: unter gewissen industriellen Bedingungen.

Gut umgehen mit «kompostierbarem» Biokunststoff kann in der Schweiz die Axpo Kompogas, die in 14 Anlagen durch Vergärung Biogas produziert. Sie kann zum Beispiel Einweggeschirr aus Bioplastik, das bei Grossanlässen anfällt, direkt mit den Speiseresten vergären. Allerdings nur unter der Voraussetzung, dass es nicht mit anderem Müll vermischt angeliefert wird.

Vielen Kompostwerken und erst recht Bauern, die am Feldrand kompostieren, bereitet Bioplastik jedoch Mühe. «Die Situation ist völlig uneinheitlich», sagt Daniel Trachsel, Geschäftsführer des Verbands der Kompost- und Vergärwerke Schweiz (VKS). «Einige unserer Betriebe haben keine, andere bloss ästhetische und dritte echte Probleme mit Biokunststoffen.» Der Grund: Die Grüngutverwerter arbeiten mit unterschiedlichen Anlagen.

Lösungen für die Zeit nach dem Öl

Zudem ist Bioplastik beileibe kein einheitlicher Begriff und oft nicht mehr als ein Marketinggag. «Es klingt gut, wenn Windeln als zu 99 Prozent biologisch abbaubar angepriesen werden», sagt Trachsel, «aber das restliche eine Prozent bereitet uns riesige Probleme.» Solche Windeln enthalten Zink von Babysalben; das für Pflanzen giftige Element kann ganze Kompostladungen ruinieren. Ausserdem verursachen Windeln hygienische Probleme.

Um das Bioplastik-Chaos in den Griff zu bekommen, hat der VKS 2008 mit dem Städteverband, mit Grossverteilern und einigen Biokunststoff-Anbietern eine Empfehlung ausgearbeitet, wonach Windeln und auch feste Lebensmittelverpackungen im Grüngut unerwünscht sind. Einweggeschirr aus Bioplastik wird nur in Ausnahmefällen akzeptiert. Abbaubare Gemüse- und Kompostsäcke werden angenommen, sofern sie als kompostierbar zertifiziert sind. Als zusätzliches Erkennungsmerkmal wurde dafür ein Gittermuster eingeführt.

Michael Eser, Controllingleiter Pacovis

Es entscheidet aber immer der lokale Entsorger. Die Stadt Bern etwa erlaubt Biokarottensäcke mit dem Gittermuster weder in der Grünabfuhr noch auf dem Quartierkompost. Sie prüft nun, ob sie künftig Rüstabfälle und Speisereste in abbaubaren Säcken sammeln will. «Zuerst müssen wir klären, welche Kosten anfallen und wie man unhygienische Zustände bei der Sammlung vermeiden kann», sagt Cornelia Kissling, Projektleiterin bei der städtischen Abfallentsorgung. Denn Bern machte vor einigen Jahren schlechte Erfahrungen mit öffentlichen Kompostcontainern, in denen etliche Bürger Müll aller Art entsorgten.

Die real existierenden Entsorgungsbedingungen zeigen: Nur ein kleiner Teil des «kompostierbaren» Kunststoffs gelangt als Kompost wieder in den Kreislauf der Natur. Doch es wäre falsch, Bioplastik nur unter dem Aspekt der Entsorgung zu betrachten. Denn oft stellen die Anbieter nicht die Abbaubarkeit in den Vordergrund, sondern werben damit, dass Bioplastik im Gegensatz zu herkömmlichem Kunststoff aus natürlichen Rohstoffen wie etwa Holz, Mais, Zuckerrohr oder Weizen hergestellt wird.

Dass Ölquellen früher oder später versiegen, ist der Hauptgrund für das Interesse an Plastik aus nachwachsenden Rohstoffen. Zwar werden in der Schweiz zurzeit nur etwa sieben Prozent des Erdöls für Kunststoffe verwendet, aber der Bedarf wächst viel rascher als der gesamte Ölverbrauch. Bereits 2020 könnte rund ein Fünftel des Öls für die Plastikherstellung benötigt werden, schätzt Patrik Geisselhardt, Geschäftsführer der Beratungsfirma Redilo. «Langfristig wird Plastik hauptsächlich aus nachwachsenden Rohstoffen produziert», prognostiziert er. Liegt er richtig, steht ein Biokunststoff-Boom bevor. Noch wird ihr Anteil am Schweizer Kunststoffmarkt auf lediglich ein Prozent geschätzt.

Ökobilanz gibt Anlass zu Streit

Doch die Frage ist offen, ob es ein Segen für die Umwelt sein wird, wenn künftig nachwachsende Rohstoffe massenhaft für die Plastikherstellung verwendet werden. Selbstverständlich erfordert die Herstellung von Bioplastik Energie und verursacht Umweltbelastungen, etwa beim Anbau der Rohstoffe. Weitere dornige Fragen sind: Wird Biokunststoff – wie Biotreibstoff – zu einer Konkurrenz für die Nahrungsversorgung? Soll er auch aus gentechnisch veränderten Pflanzen gewonnen werden?

«Wie ökologisch biobasierte Kunststoffe wirklich sind, muss sich erst noch weisen», sagt Geisselhardt. Dafür müsse der ganze Zyklus vom Anbau der Pflanzen über die Plastikproduktion bis zur Entsorgung untersucht werden. Bereits vor zwei Jahren forderte der Entsorgungsexperte «ein umfassendes Nachhaltigkeitslabel» für Bioplastik. Doch bewegt hat sich zu seiner Enttäuschung seither wenig. «Ich war wohl einfach zu früh», sagt Geisselhardt.

Umfassende Ökobilanzen für ihre Produkte können die angefragten Anbieter von Bioplastik nicht vorweisen. «Die internen und externen Diskussionen darüber sind am Laufen», sagt Jan Wernli, Produktmanager bei Petroplast Vinora AG, die Compobags und Biokarottensäcke für die Migros herstellt. Mit dem wachsenden Marktanteil der Biokunststoffe würden Ökobilanzen aber ein Thema.

Pacovis-Controllingleiter Michael Eser findet es dagegen «fragwürdig, die Technologie der Biokunststoffherstellung, die noch in den Kinderschuhen steckt, eins zu eins mit der 50 Jahre alten auf Ölbasis zu vergleichen». Auf Ökobilanzen sei Pacovis zudem nicht angewiesen. «Die Kunden kaufen unsere Naturesse-Produkte vor allem, weil sie funktionell überzeugen.»

Hinzufügen könnte man jedoch, dass die meisten Anbieter von Bioplastik in der Schweiz ihr Hauptgeschäft mit Produkten aus konventionellem Kunststoff machen. Und für das Nischengeschäft mit Bioplastik können sie darauf zählen, dass umweltbewusste Konsumenten ihr Produkt auch ohne Label und Ökobilanzen als etwas Positives wahrnehmen.

Mit dem Verzicht auf eigene Ökobilanzen riskieren sie allerdings, dass potentielle Kunden und Behörden sich auf andere stützen – und zu wenig schmeichelhaften Urteilen kommen. «Biologisch abbaubare Produkte sind im Allgemeinen nicht ökologischer als andere Kunststoffe», so Migros-Sprecherin Weibel. Coop geht laut Angaben auf der Homepage von «einer schlechteren oder gleich guten Ökobilanz» aus.

Hersteller müssen Beweise liefern

Eine von den deutschen, österreichischen und schweizerischen Umweltministerien in Auftrag gegebene Studie im Rahmen der Fussball-EM 2008 kam zum Schluss, dass Einwegbecher aus nachwachsenden Rohstoffen nicht ökologischer seien als solche aus PET. Mehrwegbecher-Systeme seien deutlich überlegen. Gegen eine frühere Studie im Auftrag der baselstädtischen Behörden, die zu ähnlichen Ergebnissen gekommen war, reichte Pacovis Klage ein.

Fredy Dinkel, Projektleiter bei der Umweltberatungsfirma Carbotech und Verfasser der Studie, hat das Vorgehen von Pacovis als «wenig zimperlich» in Erinnerung. Die Firma ignorierte sein Angebot, seine Studie zu überarbeiten, falls diese fehlerhaft sei und Pacovis ihm korrekte Daten zur Verfügung stellen könne. Genützt hat die harte Tour der Firma Pacovis nicht: Dinkel wurde in erster Instanz freigesprochen. Zwei Mitarbeiter der Stadt Basel wurden zwar verurteilt, vom Appellationsgericht aber ebenfalls freigesprochen.

Der Basler Prozess könnte ein Lehrstück sein. Wenn Bioplastik die Zukunft gehören soll, werden sich die Anbieter nicht mit «grünen» Schlagworten und Kritik an fremden Studien begnügen können. Es ist ihre Aufgabe, den Umweltnutzen ihrer Produkte hieb- und stichfest zu beweisen.

Schweizer erfand «Urplastik» aus Ziegenkäse

Kunststoffe auf natürlicher Basis sind schon seit Jahrhunderten bekannt. In der Forschung mit hochwertigen Biokunststoffen stehen inzwischen medizinische Anwendungen im Vordergrund.

Unter den Pionieren der Biokunststoffherstellung finden sich etliche Schweizer. Fast 500 Jahre alt ist ein Rezept des Schweizer Kaufmanns Bartholomäus Schobinger zur Herstellung einer Art Urplastik aus Ziegenkäse. 1908 erfand der Schweizer Jacques E. Brandenberger das Cellophan auf der Basis von Zellulose. Bis in die 1950er Jahre dominierten Biokunststoffe auch die industrielle Produktion. Erst danach verdrängte spottbilliges Erdöl die Naturstoffe als Basis der Kunststoffherstellung.

Ein ehrgeiziges Forschungsprojekt leitet Manfred Zinn an der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) in St. Gallen: Er arbeitet mit Bakterien, die unter ­gewissen Bedingungen Polyester produzieren. Biokunststoff mit massgeschneiderten Eigenschaften kann der Forscher herstellen, indem er die Nahrung für die Bakterien variiert.

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Verpackungsblister aus Celluloseacetat (Bild: Christian Gahle)

Polyester ersetzt KnochenDer Empa-Forscher sucht nun industrielle Partner für eine kommerzielle Verwertung. Im Vordergrund stehen Anwendungen in der Medizin. Zwei Beispiele: Knochen wachsen bei komplizierten Brüchen nicht immer problemlos zusammen. In solchen Fällen könnte ein künstliches Knochenstück aus Bio-Polyester eingesetzt werden. Dieses würde sich dann nach und nach abbauen, während der Körper wieder eigene Knochenzellen aufbaut. Zinn arbeitet zudem an einer elastischen Variante des Bio-Polyesters, mit dem gerissene Sehnen wieder verbunden werden könnten.

Schon seit längerem wird durch den Einsatz von Milchsäurebakterien Polylactid (PLA) aus Zucker und Stärke gewonnen. Aus PLA bestehen etwa die Bioplastikbecher des US-Herstellers Natureworks (siehe oben). Die Firma Sulzer Chemtech in Winterthur hat ein Verfahren entwickelt, um PLA zu einem hochwertigen Werkstoff zu veredeln: Durch mehrmaliges Schmelzen und Kristallisieren können Verunreinigungen entfernt werden, ohne dass dabei Lösungsmittel eingesetzt werden müssen.

Bügelfeste BiokunststoffeMit dem Verfahren kann PLA unter anderem hitzebeständig gemacht werden – was zum Beispiel die Herstellung von Kaffeebechern oder Suppentellern ermöglicht. Der Werkstoff ist aber ebenfalls für Anwendungen in der ­Medizin interessant. Oder im Zusammenhang mit Textil­fasern: Seine Hitzebeständigkeit würde es erlauben, Klei­der aus Biokunststofffasern herzustellen, die auch gebügelt werden können, ohne Schaden zu nehmen. Das Verfahren von Sulzer Chemtech wird gegenwärtig in einer kommerziellen Grossanlage in Asien und bei einer Reihe von Pilotanlagen angewandt.

Veröffentlicht am 2010 M03 05