+ Was sind biologisch abbaubare Kunststoffe?

Biologisch abbaubare Kunststoffe zersetzen sich in der Kompostierung durch Mikroorganismen vollständig zu Kohlendioxid (CO²), Wasser (H²O) und Biomasse. In der Vergärung entsteht beim Abbau zusätzlich zu Wasser, CO² und Biomasse noch Methan (CH⁴). Für die Kompostierung sind nachfolgende Parameter wichtig:

• Temperatur
• Feuchtigkeit
• pH-Wert
• Schichtdicke
• die Oberfläche des Produktes.

Die Rohstoffherkunft – ob aus nachwachsenden oder fossilen Rohstoffquellen – spielt für die Abbaubarkeit keine Rolle. Entscheidend ist ausschliesslich die chemische Struktur. Nur wenn die Mikroorganismen beziehungsweise deren Enzyme die Moleküle {aus denen der Kunststoff besteht} spalten und vollständig verstoffwechseln können, ist dieser biologisch abbaubar.

+ Wann gilt ein Kunststoff als kompostierbar?

Biologisch abbaubare Kunststoffe gelten als kompostierbar wenn sie sich unter definierten Bedingungen innerhalb einer definierten Zeitspanne in einer technischen Kompostierungsanlage vollständig zu Wasser, CO² und Biomasse zersetzen.

Die DIN14995 legt dabei die Kompostierbarkeit von Kunstoffen fest. Die Maßgebliche DIN EN 13432 legt die Kompostierbarkeit von Verpackungen fest. Die entsprechend zugrundeliegenden Kriterien sind allerdings bei beiden Normen gleich.

Um den oben genannten Normen zu entsprechen, muss der Kunststoff und seine Verpackung nachfolgende Kriterien erfüllen:

• Angabe der Werkstoffinhalte
• biologischer Abbau (mindestens 90 Prozent müssen innerhalb von 3 Monaten abgebaut sein)
• nach einer Kompostierung dürfen nach maximal 12 Wochen höchsten 10 Prozent in einer 2-Millimeter-Siebfraktion zurückbleiben
• Überprüfung der Kompostqualität mittels Pflanzenwachstums-Tests
• Zusatzstoffe, die zu weniger als 1 Prozent enthalten sind müssen für die Kompostierung unbedenklich sein
• in der Verpackung enthaltene inhaltliche Reststoffe müssen für die Kompostierung unbedenklich sein
• die Gesamtsumme organischer Verbindungen, die nicht für den biologischen Abbau bestimmt sind, dürfen 5 Prozent nicht überschreiten
• organische Zusatzstoffe (weniger als 1 Prozent) müssen die Anforderungen von biologisch abbaubaren Zusatzstoffen nachweisen

Sind alle oben genannten Anforderungen erfüllt und geprüft gilt das Produkt als kompostierbar und darf das Logo "Keimling", "OK Compost" oder "OK compost HOME" tragen.

Die bekanntesten Zertifizierungsstellen dafür sind DIN Certco und Vincotte.

Man unterscheidet grundsätzlich dazu 2 unterschiedliche Kompostierungsarten:

Industrielle Kompostierung (Keimling / OK compost): Eine Kompostierung ist bei diesen Artikeln nur in industriellen Kompostierungsanlagen möglich. Leider existieren hierzulande aber noch keine Anlagen, die solche Artikel überhaupt zum Recyceln annehmen würden. Gründe hierfür sind bislang immer nur wirtschaftliche.

Haushaltsnahe Kompostierung (OK compost HOME: Bei diesen Artikeln sind die Voraussetzungen hinsichtlich der Temperaturen, unter welchen sich das Produkt zersetzen kann, deutlich geringer. Sie können deshalb auch im regulären Haushaltskompost kompostiert werden, wenn die dafür notwendigen Rahmenbedingungen wie Feuchtigkeit, Temperatur, pH-Wert, Schichtdicke und Oberfläche passen.

+ Sind Biokunststoffe tatsächlich abbaubar?

Ja. Gemäß den genannten Rahmenbedingen in industrieller Kompostierung oder bei Kennzeichnung mit dem "OK compost HOME" sogar im regulären Haushaltskompost.

+ Gehören die kompostierbaren Verpackungen in den Biomüll?

Wie vorhergehend beschrieben kompostieren die Verpackungen sowohl im industriellen Kompostierungsprozess als auch im Haushaltskompost. Innerhalb von 90 Tagen müssen mindestens 90 Prozent des Materials abgebaut werden.

Da die aktuellen Durchlaufzeiten der Verwerter (= Aufbereiter nach der Sortierung) zum Teil nur 6 Wochen betragen, können sich dort die Materialien nicht ausreichend zersetzen. Dementsprechend verbleiben zu viele Restbestandteile. Aufgrund der aktuell noch geringen Menge an anfallenden Bio-Kunstoffen (0,5 Prozent aller anfallenden Verpackungen) ist eine getrennte Sortierung und Kompostierung weder ökologisch noch ökonomisch sinnvoll. Denn die gesamte Kompostierung in einer industriellen Kompostierungsanlage benötigt Energie und der gesamte Prozess verbraucht wertvolle Ressourcen.

Aus diesem Grunde empfehlen Fachverbände die Entsorgung über den Recycling-Müll und die anschließende thermische Verwertung.

+ Sind Verpackungen aus Bio Kunststoff recyclebar?

Biokunststoffe wie PLA sind vollständig recyclebar. Eine Studie des Fraunhofer Instituts belegt, dass sich diese im Sortierungsprozess sortenrein von erdölbasierenden Kunstoffen trennen lassen. Allerdings sind die aktuell anfallenden Mengen zu gering, als dass sich eine sortenreine Trennung wirtschaftlich lohnen würde. Mit steigender Verwendung an Biokunstoffen wird in Zukunft die Trennung auch für Recyclingunternehmen interessanter.

Bis dahin ist die thermische Verwertung am sinnvollsten.

+ Ist der Einsatz von Biokunststoffen sinnvoll?

Biokunststoffe werden als Alternative zu den erdölbasierenden Kunststoffen eingesetzt und verfügen über gleiche Eigenschaften. Sie reduzieren die Abhängigkeit von Erdöl und tragen zur Einsparung von nicht erneuerbaren Rohstoffen bei. PLA besteht zum Beispiel aus dem nachwachsenden pflanzlichen Rohstoff Mais. Konkreter: aus speziellen Maissorten zur industriellen Nutzung, die nicht zum Verzehr geeignet sind.

Von den weltweit angebauten Flächen werden aktuell nur 0,05 Prozent für Biokunststoffe verwendet. Der Anbau dahingehend hat keinen Einfluss auf die Nahrungsversorgung von Mensch und Tier. Sobald der Anteil an Biokunstoffen zunimmt, werden auch die dafür benötigten Anbauflächen größer. Deshalb ist es schon heute wichtig, die Rohstoffe aus anderen Quellen zu gewinnen. Zum Beispiel aus landwirtschaftlichem Abfall oder aus Sekundärprodukten wie Cellulose aus Maisstroh, Stärke aus Mais, Kartoffeln, Zuckerrohr, Weizen,...

Im Gegensatz zu erdölbasierten Kunststoffen (wie PS/PET) wird etwa 60 Prozent weniger CO² Emission ausgestoßen und 50 Prozent weniger Energie aus nicht erneuerbare Energien verbraucht. Auch in Cradle-to-cradle Untersuchungen hat zum Beispiel der Rohstoff PLA im Vergleich zu fossilen Rohstoffen entscheidene positive Auswirkungen im Hinblick auf den Treibhauseffekt und Ressourcenschonung.

Hierbei sollte beachtet werden, dass durch unterschiedliche Berechnungsfaktoren Studien voneinander abweichen können. Die biobasierten Kunstoffe nach DIN 13432 zersetzen sich innerhalb von 90 Tagen im industriellen Kompostierungsprozess zumindest zu 90 Prozent.

Die Zersetzung dauert im Freien aufgrund verschiedener Faktoren deutlich länger. Nach der Zersetzung bleiben bis auf die organischen Grundsubstanzen keine toxischen Reststoffe wie Chlor-Kohlenwasserstoff Verbindungen oder anorganische Substanzen zurück.

Die Zersetzung von erdölbasierendem Kunststoff kann dagegen Jahrhunderte oder Jahrtausende dauern. Selbst danach bleiben winzige Restpartikel zurück, die von Tieren und Menschen aufgenommen werden. Auch im Wasser nehmen diese Mikroteilchen Gifte aus dem Wasser auf. Auch an Land können dabei giftige Substanzen abgegeben werden und so den Boden beeinträchtigen. Deshalb ist es wichtig, die langlebigen Kunststoffprodukte durch kurzlebigere Biokunststoffe zu ersetzen.

Nachfolgend finden Sie Untersuchungen auf Basis einer Studie des Umweltbundesamtes in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer Institut. Die auf Basis einer Recherche der entsprechenden Fachliteratur ermittelten Ergebnisse zeigten, dass die Geschwindigkeit des biologischen Abbaus stark von den Umgebungsbedingungen abhängt.

Unter Bedingungen der „Industriellen Kompostierbarkeit“ biologisch abbaubar bei 58° ± 2° Celsius in maximal 6 Monaten

• TPS, PHA, PCL – in circa 4 bis 6 Wochen
• PLA, PBAT, PBST – in circa 6 bis 9 Wochen
• PBS – in circa 21 Wochen

Biologisch abbaubar im Boden bei 20° bis 28° Celsius in maximal 2 Jahren

• TPS, PHA, PBSe, PBSeT, PBAT, PCL – in circa 7 bis 12 Monaten
• PLA – kein Abbau nach 1 Jahr

Biologisch abbaubar in Süßwasser bei 20° bis 25° Celsius in maximal 56 Tagen

• TPS, PCL, PHA – in weniger als 56 Tagen
• PBS, PBSA – in circa 3 Monaten
• PLA, PBAT – in weniger als 1,5 Jahren

Biologisch abbaubar in Meerwasser bei 30° Celsius in maximal 6 Monaten

• PHA, PCL, TPS, PBSe – in weniger als 6 Monaten
• PLA, PBAT – in über 1,5 Jahren

Quelle: TEXTE 57/2018 Projektnummer 93711 UBA-FB 002676. Gutachten zur Behandlung biologisch abbaubarer Kunststoffe. Von Maria Burgstaller, Alexander Potrykus, Jakob Weißenbacher BiPRO GmbH – Part of Ramboll, München Dr. Stephan Kabasci, Dr. Ute Merrettig-Bruns, Bettina Sayder Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energie-technik UMSICHT, Oberhausen Im Auftrag des Umweltbundesamtes*