Wir bei rezemo nutzen den Biokunststoff PLA anteilig als Rohstoff für unsere nachhaltige Kaffeekapsel aus Holz. Biokunsstoffe, umgangssprachlich auch Bioplastik genannt, sind in aller Munde. Sie versprechen Unabhängigkeit von fossilen Ressourcen und sollen die zunehmende Vermüllung unserer Weltmeere stoppen. Aber was versteckt sich hinter dem Begriff „Biokunststoff“ eigentlich und was können diese Wundermaterialien leisten?

 

Wann wird ein Kunststoff als „Bio“ bezeichnet?

Die Definition von Biokunststoff ist nicht so eindeutig, wie es sich vielleicht vermuten lässt. Ein Biokunststoff besteht entweder aus nachwachsenden Rohstoffen, ist biologisch abbaubar oder beides. Das bedeutet im Umkehrschluss, dass auch ein Kunststoff aus Erdöl als Biokunststoff bezeichnet werden kann, wenn er abbaubar ist. Ein biobasierter Kunststoff ist dagegen nicht zwangsläufig auch biologisch abzubauen.

Abb. 1: Einteilung der Biokunststoffe (eigene Darstellung)

Biologisch abbaubar heißt allerdings nicht, dass die Biokunststoff-Tüte auf dem heimischen Kompost entsorgt werden kann. Um ein entsprechendes Siegel wie „ok biocompostable“ zu erhalten, muss sich der Kunststoff unter definierten Bedingungen in industriellen Kompostieranlagen zersetzen. Mit ca. 60°C herrschen hier deutlich höhere Temperaturen als auf dem Kompost im eigenen Garten. Zudem tragen Biokunststoffe normalerweise nicht zur Humusbildung bei, wie es klassische Kompostmaterialien tun. Biologisch abbaubar bedeutet nur, dass eine Zersetzung bis zu den Grundmolekülen CO2 und H2O stattfindet.

Zerfallen Biokunststoffe zu Mikroplastik?

Beim Wort Zersetzung müssen viele Menschen direkt an den Begriff „Mikroplastik“ denken. Zerfällt der biologisch abbaubare Kunststoff also zu Mikroplastik? Das würde nämlich keinesfalls ein wünschenswertes Abbauprodukt darstellen. Die Antwort darauf lautet glücklicherweise: das ist nicht der Fall. Mikroplastik ist definiert als feste, unlösliche, partikuläre und nicht biologisch abbaubare synthetische Polymere, die kleiner als 5 Millimeter sind[1]. Sie entstehen durch die physikalische Zersetzung von größeren Plastikteilen. Durch den Einfluss von Wind, Sonnenlicht und mechanischen Kräften wird der Kunststoff zu immer kleineren Partikeln zerrieben. Die Molekülstruktur bleibt dabei allerdings unverändert. Biologischer Abbau entspricht dagegen einer chemischen Zersetzung. Hier werden Molekülverbindungen zerstört, sodass am Ende unbedenkliche Abbauprodukte wie CO2 und H2O entstehen.

 

Abb. 2: Varianten des Kunststoff-Abbaus (eigene Darstellung)

 

Vorteile von Biokunsstoffen

Ein großer Vorteil der biologisch abbaubaren Kunststoffe ist also, dass er nicht zu Mikroplastik zerfällt bzw. die zunächst entstehenden Mikroplastik-Partikel im weiteren Verlauf zu unbedenklichen Molekülen abgebaut werden. Leider dauert dieser Prozess insbesondere in der Natur sehr lange, sodass biologisch abbaubare Kunststoffe keine wirkliche Lösung der Müllproblematik bieten können. Für passende Anwendungen (als Biokompostbeutel oder zur Umverpackung von Obst und Gemüse) können sie aber eine großartige Alternative darstellen. Um die Vorteile wirklich nutzen zu können, müssen dann allerdings die Kompostieranlagen zum Abbau dieser Biokunststoffe befähigt werden. Aktuell sind nicht alle Kompostieranlagen in der Lage, die nötigen Rahmenbedingungen hinsichtlich Temperatur und Verweildauer zu gewährleisten. Daher wird ein Großteil der biologisch abbaubaren Kunststoffe aussortiert und anschließend verbrannt. Zudem sollte der Biokunststoff bestenfalls optisch gut von den herkömmlichen Alternativen unterschieden werden können, da er sonst möglicherweise versehentlich in der Kompostieranlage mit aussortiert wird.

Welche Rohstoffe werden zur Herstellung von Biokunststoff genutzt?

Biobasierte Kunststoffe werden überwiegend aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt. Dabei basieren Biokunststoffe häufig auf Stärke (Polymilchsäure PLA, Thermoplastische Stärke TPS) oder Cellulose (Cellulose-Regenerate wie Viskose, Cellulose-Hydrate wie Zellglas). Entsprechende Rohstoffe sind entweder stärkehaltig (Mais, Weizen) oder reich an Cellulose (Holz). Wer Genaueres über nachwachsende Rohstoffe und ihre Vorteile erfahren will, findet dazu einen eigenen Beitrag auf unserem Blog.

Eine andere Option an der aktuell geforscht wird, ist die Nutzung von Mikroorganismen zur Herstellung von Biokunststoffen. So können beispielsweise spezielle Mikroben aus Stoffen im Abwasser das Biopolymer Polyhydroxybutyrat (PHB) herstellen, das in seinen Eigenschaften dem weit verbreiteten Polypropylen (PP) ähnelt. Diese Konzepte stecken aktuell noch in den Kinderschuhen, bieten allerdings ein riesiges Potential für künftige Generationen an Biokunststoffen.

Abb. 3: Weltweite Produktionskapazität an Biokunststoffen (https://www.european-bioplastics.org/market/)

 

Fazit

Biokunststoffe bieten zwar nicht die Lösung aller Probleme, vor die uns der konventionelle Kunststoff stellt. Dennoch steckt insbesondere in der Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen ein immenses Potential. Aktuell können Biokunststoffe hinsichtlich der Kosten noch nicht mit konventionellem Plastik mithalten. Durch verstärkte Forschung und die wachsende Nachfrage nach „grünen“ Alternativen wird dieser Preisunterschied in Zukunft kleiner werden. Nach und nach werden wir immer mehr Biokunststoff in unseren Supermarkt-Regalen entdecken.

 

Wir bei rezemo nutzen den Biokunststoff PLA zusammen mit Holzspänen für unsere nachhaltigen Holzkapseln und sind somit ein Vorreiter in der Nutzung und Verarbeitung biobasierter Werkstoffe.

 

 

 

[1] https://www.bund.net/themen/meere/mikroplastik/hintergrund/