Elisabeth Theodoropoulos
Herkömmliches Plastik wird aus Erdöl hergestellt und kann in der Umwelt praktisch nicht abgebaut werden. Daher kommt es zur Ansammlung von (Mikro-) Plastik in unseren Ökosystemen. Wie können wir in Zukunft weiter Plastik nutzen, ohne irgendwann unter Müllbergen zu versinken?
Die Geschichte des Plastiks
Bis in die 1930er Jahre wurden die wenigen Kunststoffe, die es gab, aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt. Plastik entwickelte sich erst zum Massenprodukt als nach dem 2. Weltkrieg die Erdölförderung anstieg und man dadurch einen vergleichsweise günstigen Rohstoff zur Plastikproduktion erhielt. Etwa bis Ende der 70er Jahre genoss dieses, aus Erdöl produzierte, Plastik einen guten Ruf. Danach begann eine neue Phase des Umweltbewusstseins. Diese ist unter anderem ausgelöst durch den Bericht über die Grenzen des Wachstums des Club of Rome (1972), den ersten umfassenden, wissenschaftlich fundierten Bericht zur Zukunft der Erde. Auch die erste Weltumweltkonferenz fand 1972 in Stockholm statt. Durch das wachsende Bewusstsein für die Klimakrise, den zu Grunde liegenden, steigenden Emissionen von Treibhausgasen und der Erkenntnis, dass fossile Ressourcen begrenzt sind, kam die Idee wieder auf, Plastik aus nachwachsenden Rohstoffen zu produzieren (Beier 2009, Deutsches Kunststoff Museum, Meadwos 1972, United Nations).
Was ist Bioplastik?
Kunststoffmaterialien können als Biokunststoff bezeichnet werden, wenn sie entweder aus nachwachsenden Rohstoffen produziert werden oder wenn sie biologisch abbaubar sind.
Es müssen also nicht beide Kriterien erfüllt werden (biologische Abbaubarkeit & Produktion aus nachwachsenden Rohstoffen), um einen Kunststoff Bioplastik nennen zu können. Trotzdem machen Biokunststoffe derzeit noch weniger als ein Prozent der jährlich produzierten ca. 390 Millionen Tonnen Kunststoff aus. Nach den neuesten Marktdaten wird in den nächsten fünf Jahren jedoch mehr als eine Verdopplung der Kapazität von Biokunststoffen vorhergesagt (Plastics Europe 2022, European Bioplastics 2022).
Auch der Begriff der biologischen Abbaubarkeit kann in gewisser Weise irreführend sein. Plastik darf als biologisch abbaubar bezeichnet werden, wenn es die Europäische Norm (EN) 13432 erfüllt. Diese fordert, dass
- bestimmte Schwellenwerte für Schwermetalle nicht überschritten werden,
- mindestens 90 % des Materials sich nach maximal 3 Monaten aufgespalten und zerkleinert (physikalisch desintegriert) haben,
- mindestens 90 % des Materials sich nach maximal 6 Monaten biologisch in Biomasse, CO2 und Wasser abgebaut haben und
- die abschließend erzeugte Komposterde einen Ökotoxizitätstest besteht, der belegt, dass die Erde für die belebte Umwelt nicht schädlich ist.
Diese Bedingungen müssen unter industriellen Kompostierbedingungen, also bei Temperaturen von 60-70 °C und bei kontrollierter Sauerstoffzufuhr und Feuchtigkeit erfüllt werden (Fraunhofer UMSICHT).
Die Temperaturen in Gartenkomposthaufen sind im Vergleich zu industriellen Kompostieranlagen infolge der vergleichbar kleinen Abfallmengen und der variableren Umweltbedingungen meist niedriger. Dadurch dauert die Heimkompostierung in den meisten Fällen länger als die industrielle Kompostierung. Da die Zertifizierung nach EN13432 unter kontrollierten Bedingungen abläuft, wie sie in der Natur aber nicht vorherrschen, werden die meisten Biokunststoffe, die zwar als abbaubar zertifiziert sind, in der Natur tatsächlich nicht oder auch nur langsam zersetzt. Dennoch ist es denkbar, dass im Zuge der Evolution Mikroorganismen die Fähigkeit zum Abbau von (Bio-)Plastik herausbilden könnten.
Biokunststoffe als zukunftsweisende Alternative zu herkömmlichem Plastik
Biokunststoffe können, wenn sie aus nachwachsenden Rohstoffen produziert werden, zur Einsparung von fossilen Rohstoffen beitragen. Ihre biologische Abbaubarkeit ist sinnvoll, solange die Produkte nicht recycelt werden können.
Bisher haben Biokunststoffe in der Abfallwirtschaft in Deutschland jedoch keinen guten Ruf. Das liegt unter anderem daran, dass Biokunststoffe in industriellen Kompostieranlagen theoretisch abbaubar sein sollen, jedoch wird Bioplastik aktuell in Deutschland meist nicht im Bioabfall gewünscht. Das liegt daran, dass es viel länger als der restliche Bioabfall braucht, um von den Mikroorganismen in Biomasse, CO2 und Wasser umgewandelt zu werden. Daher ist Bioplastik mit dem „normalen“ Biomüll nicht kompatibel. Außerdem ähneln Biokunststoffe den nicht abbaubaren Kunststoffen, die bei der Verwertung von Abfällen immer aussortiert werden müssen, natürlich so sehr, dass sie ohne technische Hilfsmittel nicht von ihnen unterschieden werden können. Unser Müllverwertungssystem ist bisher schlichtweg nicht auf Bioplastik ausgelegt.
Kritiker*innen stellen in Frage, ob sich eine Umstellung überhaupt lohnt. Es ist dringend notwendig Abfallmengen zu verringern und Biokunststoff birgt die Gefahr des „Greenwashings“: Biokunststoffe und insbesondere kompostierbares Bioplastik suggerieren, dass Einwegprodukte aus diesem Material eine umweltfreundliche Lösung wären, wohingegen sie im Vergleich zu Mehrweglösungen tatsächlich sehr energie- und ressourcenintensiv sein können und in der Umwelt ähnliche Probleme verursachen können wie herkömmliche Kunststoffe (Deutsche Umwelthilfe 2021).
Ein weiterer Kritikpunkt, den man regelmäßig über Kunststoffe aus nachwachsenden Rohstoffen hört, ist, dass diese den sogenannten Tank-Teller-Konflikt verschärfen. Das bedeutet, dass der Anbau der Rohstoffe für die Plastikproduktion in Konkurrenz zur Nahrungsversorgung steht. Diese Sorge kann möglicherweise entkräftet werden, wie der Verein European Bioplastics darstellt, da die für die Herstellung von Biokunststoffen genutzte Fläche für 2021 auf 0,7 Millionen Hektar geschätzt wird, etwas mehr als 0,01 % der weltweiten landwirtschaftlichen Nutzfläche von 5 Milliarden Hektar. Und selbst mit dem geschätzten Produktionswachstum von Biokunststoffen in den nächsten Jahren, wird die Landnutzung bis 2027 zwar ansteigen, aber dabei noch unter 0,06 % der weltweiten landwirtschaftlichen Nutzfläche liegen (European Bioplastics 2023).
Möglicher Weg: Kreislaufwirtschaft?
Grundsätzlich sollten wir unseren Plastikkonsum in der Zukunft drastisch herunterschrauben, da jegliche Produktion von Einwegprodukten in der Regel mehr Ressourcen verbraucht als Mehrwegprodukte. Vermeidung und Reduzierung sollten an erster Stelle stehen, im Privaten sowie in der Industrie.
Darüber hinaus ist konsequente Kreislaufwirtschaft ein lohnender Ansatz: Materialien werden nach ihrer Verwendung nicht weggeworfen und somit gleichsam verschwendet. Stattdessen werden sie gesammelt und für die direkte Wiederverwendung vorbereitet, möglicherweise repariert oder in irgendeiner Weise recycelt. Die Materialien werden somit im Kreislauf der Ressourcen gehalten.
Dieser Ansatz ist auch in der 4-R-Regel der Nachhaltigkeit enthalten, welche als Leitfaden für einen nachhaltigen Umgang mit Ressourcen gesehen werden kann.
- Refuse – Ablehnen, weil ich etwas vielleicht gar nicht brauche.
- Reduce – Reduzieren, weil ich nur das kaufen möchte, was ich auch wirklich brauche.
- Repair & Reuse – Reparieren & Wiederverwenden, weil ich so die Lebenszeit von Dingen verlängern kann.
- Recycle – Müllverwertung, da Produkte oft noch viele wertvolle Stoffe enthalten, die bei richtiger Entsorgung wiederaufbereitet werden können.
Für eine gut laufende Kreislaufwirtschaft ist ein funktionierender Wertstoffkreislauf notwendig, in welchem Biokunststoffe und auch andere Materialien in einem jeweils dem Material angepassten System gesammelt, verarbeitet und wiederverwendet werden können. Den Konsument*innen sollte es mittels klarer Kennzeichnungen einfach gemacht werden Gegenstände korrekt zu entsorgen, sodass sie dem Wertstoffkreislauf zugeführt werden können. Außerdem wären Aufklärungswerbekampagnen zur Kreislaufwirtschaft hilfreich.
In Deutschland gibt es bereits ein Kreislaufwirtschaftsgesetz (KrWG) mit dem Zweck „die Kreislaufwirtschaft zur Schonung der natürlichen Ressourcen zu fördern und den Schutz von Mensch und Umwelt bei der Erzeugung und Bewirtschaftung von Abfällen sicherzustellen.” (§1 KrWG). Auch die EU-Kommission hat im Rahmen des European Green Deal 2020 einen neuen Aktionsplan für Kreislaufwirtschaft angenommen, welcher sich mit dem gesamten Produktionszyklus befassen und diesen in Richtung einer zirkulären Wirtschaft voranbringen soll (Bundesministerium der Justiz, European Commission 2020).
Das Modell der Kreislaufwirtschaft orientiert sich an den natürlichen Systemen, in denen bestimmte Abfallstoffe (also der „Müll“) eines Organismus wiederum Nahrung für einen anderen Organismus wird. Es begründet sich dadurch, dass natürliche Ressourcen begrenzt sind und die Kreisläufe langfristig nur funktionieren können, wenn auch biologische Materialien nachhaltig gewonnen werden.
An dieser Stelle muss noch ergänzt werden, dass Kreislaufwirtschaft nicht zwangsläufig nachhaltig ist. Nachhaltigkeit besteht neben der ökologischen und ökonomischen auch aus einer sozialen Komponente (diese umfasst sozial gerechte und gute Lebensbedingungen, z.B. durch die Zahlung fairer Löhne), welche zusätzlich berücksichtigt werden sollte.
Bürger*innen helfen bei der Suche nach Mikroorganismen, die den Biokunststoff PLA abbauen können
Das Citizen-Science-Projekt „KompoBioPlast@Home?“, das unter der Leitung von Prof. Bodo Philipp vom Institut für Molekulare Mikrobiologie und Biotechnologie an der Universität Münster durchgeführt und vom Museum für Naturkunde in Berlin begleitet wird, beschäftigt sich mit dem Abbau von Bioplastik im Heimkompost. In diesem Projekt können Bürger*innen zur Erforschung Plastik-abbauender Mikroorganismen beitragen, indem sie Materialproben (v.a. das biobasierte Plastik Polymilchsäure [PLA]) in ihrem eigenen Kompost inkubierenund dadurch möglicherweise auf neue Mikroorganismen aufmerksam werden, die PLA unter nicht industriellen Bedingungen abbauen. PLA ist ein Biokunststoff, der sowohl aus nachwachsenden Rohstoffen produziert wird als auch biologisch abbaubar sein soll. Mithilfe des Projekts werden die Teilnehmenden praktisch an die Kreislaufwirtschaft herangeführt.
Um sicherzugehen, dass das Experiment richtig abläuft, werden Kontrollproben hinzugefügt. Als Positivkontrollen, die im Kompost problemlos abgebaut werden sollten, dienen Papier und eine stärkebasierte Folie. Und als Negativkontrolle wird eine HDPE (High Density Polyethylen) -Folie mit untersucht, die sehr wahrscheinlich nicht abgebaut wird. Die Teilnehmenden können die PLA-Proben während des Experimentierzeitraums mit den Kontrollproben vergleichen und wenn die Proben mit PLA, ähnlich wie die Positivkontrollen, Löcher aufweisen, kann dies auf Abbau hinweisen. Im Institut für Molekulare Mikrobiologie und Biotechnologie in der AG von Prof. Bodo Philipp werden interessante Proben weiter untersucht.
Da der Abbau von Bioplastik unter Heimkompostierbedingungen bisher noch lange nicht reibungslos funktioniert, widmet sich dieses Projekt der Suche nach bisher unbekannten Mikroorganismen, die in der Lage sind, PLA unter nicht industriellen Kompostierbedingungen abzubauen. Die große Diversität der individuellen Komposthaufen der Bürger*innen könnte die Wahrscheinlichkeit erhöhen, dass sich irgendwo PLA-abbauende-Mikroorganismen entwickelt haben. Diese könnten genutzt werden, um den Abbauprozess von PLA zu verbessern.
Neben den hoffentlich spannenden Forschungsergebnissen hat dieses Projekt das Potential, die Kompetenz der Bürger*innen für das Umweltschicksal von Materialien, für Abfalltrennung und Kreislaufwirtschaft sowie für Nachhaltigkeitsforschung im Allgemeinen zu erweitern.
Das Projekt wird von einem zweiteiligen Fragebogen begleitet, welcher die Teilnehmenden nach ihren Einstellungen, Verhaltensweisen und ihrem Wissen zu verschiedenen Themen der Nachhaltigkeit befragt, zunächst am Anfang und dann zum Ende des Projekts. Durch den Vergleich der Antworten ist es möglich zu untersuchen, inwieweit die Teilnahme am Projekt und die damit einhergehende Auseinandersetzung mit den Themen: Kompostieren, Bioplastik, Abfalltrennung und Kreislaufwirtschaft zu einer möglichen Motivationsänderung bei den Teilnehmenden im Umgang mit ihren Abfällen führt.
Nach der Einführungsveranstaltung (31. März 2023) und dem Projektbeginn Anfang April können die 50 teilnehmenden Bürger*innen/ Kompostbesitzer*innen über einen Zeitraum von drei Monaten beobachten, inwieweit der Abbau von PLA im Heimkompost möglich ist. Bei einer Abschlussveranstaltung am 11. August werden den Teilnehmenden die gesammelten Ergebnisse präsentiert und es gibt die Möglichkeit zum Austausch und für Diskussionsrunden. Möglicherweise gibt es konstruktive Vorschläge, wie beispielsweise das Abfallwirtschaftssystem aus Perspektive der Teilnehmenden effektiver gestaltet werden könnte, z. B. durch eine vereinfachte Mülltrennung, sodass im Sinne der Kreislaufwirtschaft mehr Recycling möglich wird.
Über die Autorin:
Elisabeth Theodoropoulos (B.Sc.) studiert im Master Biowissenschaften und organisiert im Rahmen ihrer Masterarbeit in der Arbeitsgruppe von Prof. Bodo Philipp das Citizen Science Projekt „KompoBioPlast@Home?“.
Literatur:
Beier (2009): Biologisch abbaubare Kunststoffe. In: Umweltbundesamt Pressestelle 2009. Online verfügbar unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/publikation/long/3834.pdf (abgerufen am 12.05.2023).
Bürger schaffen Wissen (2020). Grünbuch – Citizen Science Strategie 2020 für Deutschland. Online verfügbar unter: https://www.buergerschaffenwissen.de/sites/default/files/assets/dokumente/gewiss-gruenbuch_citizen_science_strategie.pdf (abgerufen am 08.05.2023).
Bundesministerium der Justiz. Gesetz zur Förderung der Kreislaufwirtschaft und Sicherung der umweltverträglichen Bewirtschaftung von Abfällen. Online verfügbar unter: https://www.gesetze-im-internet.de/krwg/ (abgerufen am 08.05.2023).
Deutsches Kunststoffmuseum. Zeittafel zur Geschichte der Kunststoffe. Online verfügbar unter: https://www.deutsches-kunststoff-museum.de/kunststoff/geschichte/ (abgerufen am 12.05.2023).
Deutsche Umwelthilfe (2021). Kein Greenwashing mit Bioplastik – Infopapier. Online verfügbar unter: https://www.duh.de/fileadmin/user_upload/download/Projektinformation/Kreislaufwirtschaft/Bioplastik/211202_DUH_Infopapier_Bioplastik.pdf (abgerufen am 08.05.2023).
European Bioplastics (2022). Bioplastics market data. Online verfügbar unter: https://www.european-bioplastics.org/market/ (abgerufen am 08.05.2023).
European Bioplastics (2023). Industrial Use of Agricultural Feedstock – Position of European Bioplastics. Online verfügbar unter: https://docs.european-bioplastics.org/publications/pp/EuBP_PP_Feedstock_availability.pdf (abgerufen am 08.05.2023).
European Commission (2020). A New Circular Economy Action Plan – For a cleaner and more competitive Europe. Online verfügbar unter: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?qid=1583933814386&uri=COM:2020:98:FIN (abgerufen am 08.05.2023).
Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT. Zertifizierung kompostierbarer Kunststoffe. Online verfügbar unter: https://www.umsicht.fraunhofer.de/de/ueber-fraunhofer-umsicht/nachhaltigkeit/nationale-informationsstelle-nachhaltige-kunststoffe/zertifizierung/kompostierbare-kunststoffe.html (abgerufen am 08.05.2023).
Koalitionsvertrag der SPD, Bündnis 90/Die Grünen und FDP (2021). Online verfügbar unter: https://www.bundesregierung.de/resource/blob/974430/1990812/1f422c60505b6a88f8f3b3b5b8720bd4/2021-12-10-koav2021-data.pdf?download=1 (abgerufen am 08.05.2023).
Meadows (1972). The Limits to Growth. Online verfügbar unter: http://www.donellameadows.org/wp-content/userfiles/Limits-to-Growth-digital-scan-version.pdf (abgerufen am 16.05.2023).
Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg (2022). Online verfügbar unter: Biomasse: Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg (baden-wuerttemberg.de) (abgerufen am 11.05.2023)
Plastics Europe (2022). Plastics – the Facts 2022. Online verfügbar unter: https://plasticseurope.org/de/wp-content/uploads/sites/3/2022/10/PE-PLASTICS-THE-FACTS_20221017.pdf (abgerufen am 08.05.2023).
United Nations. Conferences I Environment and sustainable development – United Nations Conference on the Human Environment, 5-16 June 1972, Stockholm. Online verfügbar unter: https://www.un.org/en/conferences/environment/stockholm1972 (abgerufen am 16.05.2023).
