Wie sieht die Zukunft von Biokunststoffen aus?

Biokunststoffe – also aus Pflanzen gewonnene Kunststoffe – haben das Potenzial, einige der langfristigen Umweltprobleme zu lindern, die durch konventionell hergestellte Kunststoffe verursacht werden. Von Herstellungsprozessen, die weniger Schadstoffe im Zusammenhang mit der globalen Erwärmung freisetzen , bis hin zur Fähigkeit zum biologischen Abbau scheinen Biokunststoffe umweltfreundlich zu sein. Biokunststoffe sind derzeit jedoch teurer als Standardkunststoffe und möglicherweise nicht so umweltfreundlich, wie es scheint.

Was ist der Unterschied zwischen Biokunststoffen und herkömmlichen Kunststoffen? Die meisten Kunststoffe werden durch petrochemische Prozesse hergestellt. Mit anderen Worten, sie beginnen als chemische Nebenprodukte der Ölraffination , die durch chemische Prozesse in eine Vielzahl von Kunststoffen umgewandelt werden, die lange Molekülketten bilden, die als Polymere bekannt sind . Diese Polymere geben Kunststoffen ihre Struktur. Weitere Details zur Herstellung von petrochemischen Kunststoffen finden Sie in How Plastics Work .

Biokunststoffe hingegen stammen aus pflanzlichen Quellen. Sie können aus Rohrzucker, Mais oder aus pflanzlichen Nebenprodukten wie Holzrinde und Maisschalen hergestellt werden. Pepsi versucht sogar, Kartoffel- und Orangenschalen in die Herstellung von Biokunststoffen einzuarbeiten [Quelle: de Guzman]. Switchgrass ist eine weitere großartige Quelle für Biokunststoffe – es wächst so ziemlich überall, ist dürreresistent und wächst schnell. Da es sich nicht um eine primäre Nahrungsquelle handelt, wirkt sich seine Verwendung für Biokunststoffe nicht auf die Lebensmittelpreise aus.

Sie haben vielleicht gehört, dass Biokunststoffe biologisch abbaubar sind, aber das ist nicht unbedingt wahr. Der Begriff Biokunststoff bezieht sich auf die pflanzenbasierte Herstellungsmethode. Einige Arten von Biokunststoff sind biologisch abbaubar, andere nicht. Einige Biokunststoffe zersetzen sich in Ihrem heimischen Kompostbehälter , während andere industriell kompostiert werden müssen. Tatsächlich werden viele Biokunststoffe überhaupt nicht abgebaut, wenn sie mit anderem Müll auf einer Deponie entsorgt werden.

Bei so viel Potenzial, aber so vielen Herausforderungen, was hält die Zukunft für Biokunststoffe bereit?

Biokunststoffe werden am häufigsten in Verpackungen verwendet, obwohl Biokunststoffe möglicherweise genauso verwendet werden könnten wie normale Kunststoffe. Die Gebrauchseigenschaften von Biokunststoffen und petrochemischen Kunststoffen sind sehr ähnlich. Es gab Situationen, in denen Biokunststoffe neu formuliert werden mussten, um Leistungsprobleme wie unzureichende Haltbarkeit oder diese berüchtigt lauten Sun Chips-Tüten zu bewältigen. (Als Frito-Lay 2010 kompostierbare Chipstüten auf den Markt brachte, beschwerten sich Kunden darüber, dass die Tüten zu laut seien. Später wurde eine neu formulierte, leisere Tüte entwickelt.)

Das PlantBottle-Programm von Coca-Cola stellt Getränkeflaschen aus Kunststoff her, die zu 30 Prozent aus Pflanzen bestehen . Die Flaschen bestehen aus Polyethylenterephthalat (PET), genau dem gleichen Kunststoff, der aus petrochemischen Prozessen stammt, aber 30 Prozent stammen aus brasilianischem Zuckerethanol. Das dabei entstehende Monoethylenglykol verändert die endgültige chemische Zusammensetzung des Kunststoffs nicht. Es wurde jedoch aus einem nachwachsenden Rohstoff (Zuckerrohr) und nicht aus fossilen Brennstoffen hergestellt. Die Flaschen sind nicht biologisch abbaubar.

PET-Kunststoffquellen aus Pflanzen werden auch von Toyota bei der Herstellung einiger Innenausstattungskomponenten und von AT&T für Handyhüllen und anderes Zubehör verwendet [Quelle: de Guzman].

Eine weitere Form von Biokunststoffen wird aus Polymilchsäure (PLA) hergestellt. Es wird in einer Vielzahl von Verpackungsprodukten und sogar in Kleidung verwendet. Es hat jedoch einen niedrigen Schmelzpunkt und kann daher nicht mit heißen Speisen oder Flüssigkeiten verwendet werden. Es ist in Gegenwart von Sauerstoff biologisch abbaubar, was bedeutet, dass es auf einer Mülldeponie nicht abgebaut wird .

Als nächstes sprechen wir über die Herausforderungen, denen Biokunststoffe gegenüberstehen.

Biokunststoffe scheinen viele Vorteile zu haben, aber sie sind nicht das perfekte umweltfreundliche Produkt, auf das wir hoffen könnten. Zum einen sind sie teurer als petrochemische Kunststoffe und kosten zwischen 20 und 100 Prozent mehr [Quelle: Dell ]. Die industriellen Prozesse zur Herstellung von petrochemischem Kunststoff sind seit Jahrzehnten etabliert, sodass die Produktionskette sehr effizient ist. Groß angelegte Biokunststoffprogramme wie das von Coca-Cola sollten schließlich zu einer ähnlichen Effizienz führen.

Biokunststoffe haben auch Probleme an beiden Enden des Produktionszyklus. Während die Herstellung von Biokunststoffen möglicherweise nicht zu den gleichen Emissionen aus fossilen Brennstoffen führt wie petrochemische Kunststoffe, gleicht der Einsatz von Düngemitteln und Pestiziden und die Umwandlung von Wäldern in landwirtschaftliche Zwecke zur Herstellung von Mais oder Zuckerrohr den Nutzen aus [Quelle: Marshall ]. Coca-Cola hat versucht, diese Auswirkungen zu minimieren, indem es sich auf brasilianisches Zuckerrohr stützt, das hauptsächlich auf degradiertem Ackerland weit entfernt vom Amazonas-Regenwald angebaut wird [Quelle: Coca-Cola ]. Fortschritte bei der Verwendung von Zellulose-Pflanzenprodukten (wie Maisschalen und ähnlichen Materialien) würden auch den ökologischen Fußabdruck von Biokunststoffen verringern.

Auch die biologische Abbaubarkeit und das Recycling sind Probleme für Biokunststoffe. Es stellt sich heraus, dass die Herstellung von biologisch abbaubaren Konsumkunststoffen tatsächlich negative Auswirkungen auf die Umwelt hat. Das erste Problem ist, dass es viele verschiedene Arten der biologischen Abbaubarkeit gibt. Einige Biokunststoffe werden durch Sauerstoff und UV-Strahlung biologisch abgebaut, so dass sich Müll, der in der Sonne gelassen wird, zersetzt. Es zersetzt sich jedoch nicht vollständig, der Prozess dauert Jahre und setzt giftige Chemikalien frei. Einige Kunststoffe sind so konzipiert, dass sie bei der Kompostierung biologisch abgebaut werden, und dies nützt nichts, wenn der Verbraucher nicht kompostiert. Nur wenige Arten kompostieren auf jeden Fall in einem Hinterhof-Kompostbehälter. Der Rest erfordert industrielle Kompostierungsprozesse. Dies führt zu einer Menge Verwirrung bei den Verbrauchern. Schlimmer noch, die Zersetzung von Biokunststoffen setzt Methan frei,

Schlimmer noch, es ist sehr schwierig, Biokunststoffe von normalen Kunststoffen zu unterscheiden. Wenn im Recyclingstrom versehentlich eine kleine Menge PLA-Kunststoff in PET-Kunststoffe gemischt wird, haben die resultierenden recycelten Kunststoffprodukte eine geringere Qualität und einen geringeren Wert [Quelle: PRO Europe ]. Mit anderen Worten, Sie müssten jede Art von Kunststoff voneinander trennen, um Schäden an beiden Kunststoffen zu minimieren. Das bedeutet auch, dass das Festhalten an recycelbaren petrochemischen Kunststoffen oder PET-Kunststoffen, die ganz oder teilweise aus pflanzlichen Ressourcen gewonnen werden (wie das PlantBottle-Programm von Coke), zu weniger Umweltverschmutzung und Müll führt.

Es gibt Ausnahmen – einige Anwendungen von Biokunststoffen haben sich auf geschlossene Systeme wie Universitäts- oder Krankenhausgelände konzentriert, bei denen das Unternehmen, das die Biokunststoffverpackungen bereitstellt, auch den Recyclingstrom kontrolliert. Sie können fast 100 Prozent der Biokunststoffprodukte zurückgewinnen und sie kompostieren oder recyceln, indem sie das für diese Art von Kunststoff geeignete Verfahren verwenden.

Wenn die Produktionskette rationalisiert wird und Fortschritte bei der Verwendung von Zellulose-Pflanzenmaterial zur Herstellung von Biokunststoffen erzielt werden können, könnten wir eine deutliche Verringerung der Umweltauswirkungen von Kunststoffmaterialien feststellen. Der Markt für Biokunststoffe wächst langsam, aber stetig [Quelle: DeRosa ], daher besteht eine gute Chance, dass wir im nächsten Jahrzehnt ernsthafte Verbesserungen sehen werden.

Zum Thema passende Artikel