Jenseits von Kunststoffen: Der Aufstieg innovativer Alternativen zur Bekämpfung von Verpackungsabfällen

Geschrieben von Gideon Ng, veröffentlicht am 5. Juli 2023, 6 Minuten Lesezeit

Die Suche nach nachhaltigen Verpackungslösungen wird intensiviert, da Länder darum kämpfen, ihre Netto-Null-Ziele zu erreichen. Ein vielversprechender Weg besteht darin, dass Forscher das Potenzial von Bakterien und Enzymen untersuchen, Polyethylenterephthalat (PET) (häufig in Verpackungsprodukten enthalten) in wiederverwertbare Materialien aufzuspalten. Gleichzeitig sind andere innovative Methoden entstanden, bei denen Biomasse zur Herstellung von Materialien genutzt wird, die nicht nur in Textur und Funktionalität mit herkömmlichen Kunststoffen mithalten können, sondern sich auch durch eine verbesserte Umweltfreundlichkeit auszeichnen.

In diesem Artikel werden einige der innovativen Strategien hervorgehoben, die Unternehmen nutzen, um praktikable Kunststoffalternativen aus einem breiten Spektrum erneuerbarer Ressourcen herzustellen, und einige der Nachteile erörtert, die ihrer weit verbreiteten Einführung im Wege stehen.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Kunststoffen, die aus Erdöl gewonnen werden, werden Biokunststoffe aus erneuerbaren Biomassequellen hergestellt, einer Vielzahl von Materialien, darunter pflanzliche Fette und Öle, Maisstärke, Stroh, Holzspäne, Sägemehl und sogar recycelte Lebensmittelabfälle.

Die Nutzung dieser landwirtschaftlichen Ressourcen gewährleistet nicht nur eine nachhaltige Lieferkette, sondern verringert auch die Abhängigkeit von endlichen Erdölreserven und fördert so eine zirkuläre und regenerative Wirtschaft. Bei korrekter Entsorgung zersetzen sich Biokunststoffe auch schneller als ihre petrochemischen Gegenstücke, wobei einige nur Monate dauern, während Kunststoffe Jahre dauern können. Damit wird das anhaltende Problem der Anhäufung von Kunststoffabfällen und deren negative Auswirkungen auf die Umwelt angegangen.

Darüber hinaus werden bei der Herstellung von Biokunststoffen im Vergleich zu Kunststoffen auf petrochemischer Basis weniger Treibhausgase freigesetzt, was zu einem geringeren CO2-Fußabdruck beiträgt. Ein Bericht von S&P Global beleuchtet die Umweltvorteile von Polyamid 410 – einem aus Rizinusöl gewonnenen Biokunststoff – der als klimaneutral gilt, da die Menge an Kohlendioxid, die während seines Herstellungsprozesses entsteht, vollständig durch die Menge an Kohlendioxid ausgeglichen wird während des Wachstums der Rizinuspflanze absorbiert.

Die Biokunststoffindustrie wächst rasant und soll bis 2031 einen Umsatz von 18,7 Milliarden US-Dollar erreichen. Doch trotz dieser bemerkenswerten Fortschritte machen Biokunststoffe immer noch nur einen Bruchteil ihrer herkömmlichen Gegenstücke aus, was die Notwendigkeit kontinuierlicher Interessenvertretung, Forschung und Zusammenarbeit unterstreicht, um eine breite Einführung zu fördern .

Hier sind einige Unternehmen, die Innovationen in diesem Sektor vorangetrieben und unsere natürlichen Ressourcen genutzt haben, um Alternativen zu Kunststoffen zu schaffen.

Dieses in Singapur ansässige Biotech-Startup produziert mittelkettige Polyhydroxyalkanoat-Biopolymere (mclPHA) aus pflanzlichen Ölen durch einen mikrobiellen Fermentationsprozess. Das anschließend biologisch abbaubare Polymer namens Solon ist eine ideale Alternative für Einwegkunststoffe wie Trinkhalme, Utensilien und Plastiktüten.

Vor allem kann Solon innerhalb weniger Wochen im Boden, im Wasser und im Meer vollständig biologisch abgebaut werden, ohne dass schädliches Mikroplastik zurückbleibt. Darüber hinaus wurde es vom TÜV AUSTRIA zertifiziert, was bestätigt, dass sein Material in jeder natürlichen Umgebung biologisch abbaubar ist und keine speziellen Kompostieranlagen erforderlich sind. RWDC ebnet den Weg für einen umweltfreundlicheren und kreislauforientierten Ansatz beim Kunststoffverbrauch.

Dieses Unternehmen hat eine Lösung für zwei drängende Probleme gefunden, indem es Zuckerrohrabfälle, bekannt als Bagasse, in eine Reihe biologisch abbaubarer Geschirrteile umwandelt, darunter Teller, Schüsseln und Tabletts, die mit zunehmender Verbreitung von Imbissbuden und Essenslieferungen immer beliebter werden.

Bagasse – ein faseriges Material, das aus den Rückständen entsteht, die beim Zerkleinern von Zuckerrohr zur Gewinnung seines Safts zurückbleiben – stellt in Indien einen bedeutenden landwirtschaftlichen Abfallstrom dar, der jährlich etwa 100 Millionen Tonnen produziert. Die auf Bagasse basierenden Geschirrprodukte von Chuk haben sich als umweltfreundliche Alternative zu Plastik erwiesen und zersetzen sich innerhalb von drei Monaten auf dem Komposthaufen im Hinterhof.

Da Indien jedes Jahr mit der Erzeugung von etwa 4 Millionen Tonnen Plastikmüll zu kämpfen hat, bietet diese Innovation einen doppelten Vorteil: Sie bekämpft landwirtschaftliche Abfälle und bietet gleichzeitig eine nachhaltige Lösung zur Reduzierung der Plastikverschmutzung.

Meeresalgen sind mit ihrer bemerkenswerten Wachstumsrate, ihrem minimalen Wasserverbrauch und ihrer vernachlässigbaren Auswirkung auf die Lebensmittelproduktion eine überzeugende umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen Kunststoffen. Sein schnelles Wachstum ohne den Einsatz von Düngemitteln oder Pestiziden unterstreicht seinen Status als nachhaltige Ressource.

Ein bemerkenswerter Durchbruch kommt von Sea6 Energy, das das Potenzial von Algen genutzt hat, um Biokunststofffolien in Lebensmittelqualität zu entwickeln, die in wenigen Monaten kompostieren, wenn sie in der Umwelt entsorgt werden. Diese innovativen Verpackungen bieten eine nachhaltige Alternative zu herkömmlichen Plastikfolien, die zwar für die Frischhaltung von Lebensmitteln nützlich sind, aufgrund ihrer dünnen Beschaffenheit jedoch oft eine Herausforderung beim Recycling darstellen.

Doch trotz dieser Vorteile für die Umwelt stehen Algenverpackungen derzeit vor Herausforderungen für eine breite Akzeptanz. Die manuelle Verarbeitung trägt im Vergleich zu herkömmlichen Kunststoffen zu höheren Produktionskosten bei. Darüber hinaus wären zur Deckung der weltweiten Nachfrage erhebliche technologische Verbesserungen erforderlich, um die Skalierbarkeit des Algenanbaus zu erhöhen.

Trotz dieser Hindernisse unterstreichen die wachsende Zahl an Forschung und kontinuierlichen Innovationen das zunehmende Potenzial von Algen als umweltfreundlichere Alternative zu Plastikfolien.

Die langsamen Abbauraten und gefährlichen Herstellungsprozesse von Styropor haben zu Umweltproblemen geführt. Um dem entgegenzuwirken, hat Ecovative eine biologisch abbaubare Alternative entwickelt, die zwei unwahrscheinliche Elemente kombiniert: Hanfkraut – die holzige Innenschicht des Hanfstiels – und Myzel – die Wurzel von Pilzen wie Pilzen.

Diese umweltfreundliche Lösung, bekannt als Ecovative's Mushroom Packaging, kann für eine Vielzahl von Anwendungsfällen verwendet werden, beispielsweise als Eckenschutz für Möbel und IT-Geräte oder als Verpackung für Wein. Der Produktionsprozess beinhaltet den Anbau reiner Myzelfasern in vertikalen Farmen, sodass Ecovative maßgeschneiderte Bestellungen innerhalb von etwa drei Wochen erfüllen kann.

Diese Mischung hat Produkte auf Myzelbasis hervorgebracht, die nicht nur die Leistung traditioneller Materialien wie Polystyrolschaum erreichen, sondern auch den zusätzlichen Vorteil der biologischen Abbaubarkeit aufweisen. Innerhalb von nur 45 Tagen kompostieren diese Produkte vollständig zu Bodennährstoffen und sind ein Beispiel für ihr Engagement für Umweltverantwortung und Kreislaufwirtschaft.

Da der Markt für Pilzverpackungen voraussichtlich von 57,9 Millionen US-Dollar im Jahr 2022 auf 115,7 Millionen US-Dollar im Jahr 2032 wachsen wird, ist Ecovative bereit, mit seinen innovativen Produkten von diesem Trend zu profitieren.

Trotz ihres Versprechens als umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen Kunststoffen weist diese neue Technologie immer noch einige Nachteile auf.

Ein wesentliches Hindernis sind die im Vergleich zu herkömmlichen Kunststoffen höheren Produktionskosten, die auf die geringere Produktionskapazität und den vorherrschend niedrigen Rohölpreis zurückzuführen sind. Um Kostensenkungen zu erreichen, müssen Biokunststoffprodukte in großem Maßstab hergestellt werden, aber sie generieren keine nennenswerte Nachfrage, da Unternehmen möglicherweise immer noch die kostengünstige Option der Verwendung von herkömmlichem Kunststoff bevorzugen.

Darüber hinaus ist die erfolgreiche Zersetzung einiger Biokunststoffe auf spezialisierte industrielle Kompostierungsanlagen angewiesen, und ihre Einbeziehung in reguläre Recyclingströme kann zu Kontaminationsproblemen führen. Bestimmte Biokunststoffe erfordern für den vollständigen Abbau bestimmte Bedingungen mit Kohlendioxid und Wasser, wodurch unsachgemäße Abfallbewirtschaftung und Entsorgungsinfrastruktur potenzielle Hindernisse für ihren Abbau darstellen. Erschwerend kommt hinzu, dass in bestimmten Ländern nur begrenzte Möglichkeiten zur Kompostierung vorhanden sind.

Ein weiteres Missverständnis ist, dass alle Biokunststoffe automatisch biologisch abbaubar sind. Tatsächlich können einige Biokunststoffe genauso langlebig und umweltschädlich sein wie herkömmliche Kunststoffe, wenn sie nicht angemessen gehandhabt werden. Einige Beispiele sind Bio-Polyethylen (hergestellt aus Rohstoffen) und Bio-Polyamide (abgeleitet aus natürlichen Fetten und Ölen). Wenn man sie einfach auf Mülldeponien kompostiert, ohne dass ausreichend Feuchtigkeit und Sauerstoff zugeführt werden, kann dies zu einer längeren Zersetzungszeit führen.

Obwohl sich Biokunststoffe schneller zersetzen als herkömmliche Kunststoffe, kann es unter natürlichen Bedingungen dennoch bis zu einem Jahr dauern, bis sie abgebaut werden. Dies birgt Risiken für die Umwelt, wenn sie nicht ordnungsgemäß verwaltet und entsorgt werden.

Geschrieben von Ursula Florene

Ein vollständiger Ersatz herkömmlicher Kunststoffe durch Biokunststoffe ist möglicherweise nicht machbar. Stattdessen besteht die wirksamste Lösung zur Bekämpfung der Plastikverschmutzung darin, den gesamten Plastikverbrauch zu reduzieren.

Um wirklich einen signifikanten Einfluss auf die Kunststoffabfallbewirtschaftung zu haben, bedarf es der gemeinsamen Anstrengung von Unternehmen, Einzelpersonen und Regierungen gleichermaßen. Darüber hinaus spielt ein umfassender Ansatz der Umwelterziehung eine entscheidende Rolle bei der Reduzierung des Plastikverbrauchs. Aufklärung und Sensibilisierung für die Auswirkungen von Plastikmüll auf die Umwelt können den Einzelnen dazu befähigen, bewusste Entscheidungen zu treffen und einen Beitrag zur Reduzierung der Plastikverschmutzung zu leisten.

Durch die Kombination innovativer Lösungen wie Biokunststoffe mit konzertierten Bemühungen zur Minimierung des Plastikverbrauchs und zur Förderung des Umweltbewusstseins ist die Plastikverschmutzung möglicherweise keine unüberwindbare Herausforderung mehr.