Ende der Lebensdauer von Biokunststoffen

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Die chemische Beschaffenheit der einzelnen Biokunststoffe ermöglicht ihre Unterscheidung und Einteilung in zwei Gruppen: biobasierte und/oder biologisch abbaubare Materialien . Diese Unterscheidung spielt auch am Ende der Lebensdauer der Biokunststoffe eine Rolle.

Biokunststoffe, die eine ähnliche Struktur wie bereits existierende Polymere aufweisen (zum Beispiel PET oder biobasiertes PE) bieten dieselben Möglichkeiten der Verwertung durch Recycling am Ende der Lebensdauer wie entsprechende erdölbasierte Produkte. Beim Recycling von Haushaltsverpackungen aus Kunststoff (heute überwiegend Hohlkörper) ist eine Unterscheidung bei der Sammlung und Sortierung mit den aktuell vorhandenen Mitteln technisch nicht möglich. Die biobasierten Versionen können also ebenso wie die konventionellen Materialien recycelt werden, ohne die Qualität des recycelten Kunststoffs zu beeinträchtigen.

Im Gegensatz dazu müssen Biokunststoffe mit neuen chemischen Strukturen wie ein neuer Werkstoff jeweils einzeln betrachtet werden, wobei einige davon zusätzlich noch biologisch abbaubar sind. Dies eröffnet neue Möglichkeiten der Verwertung am Ende der Lebensdauer, zum Beispiel durch Kompostierung oder Methanisierung.

Da die biologische Abbaubarkeit dazu beiträgt, das Plastikmüllaufkommen in der Natur zu senken, kann diese Eigenschaft auch als Funktionalität  angesehen werden, die bei bestimmten Anwendungen und Verwendungszwecken der Materialien genutzt werden kann.

Biologische Abbaubarkeit und Kompostierung von Biokunststoffe

Die biologische Abbaubarkeit eines Polymers ist eine Eigenschaft, die von seiner chemischen Struktur abhängt.

Die französische Agentur für Umwelt und Energie (ADEME) hat sie in ihrem technischen Datenblatt http://www.ademe.fr/plastiques-biodegradables wie folgt definiert:

„ Ein Material wird als biologisch abbaubar bezeichnet, wenn seine Zersetzung unter der Einwirkung von Mikroorganismen (Bakterien, Pilze, Algen, etc.) möglich istDabei bilden sich Wasser, CO2 und/oder Methan sowie eventuell bestimmte Nebenprodukte (Rückstände, neue Biomasse), die für die Umwelt ungiftig sind. 

Es ist insbesondere diese Fähigkeit der Zersetzung, die biologisch abbaubare Polymere von anderen unterscheidet.

Man muss zwischen der Herkunft eines Materials (biobasiert oder konventionell) und seinen Eigenschaften am Ende der Lebensdauer (biologisch abbaubar oder nicht) unterscheiden, die in keinem Zusammenhang stehen. So gibt es biologisch abbaubare Polymere, die jedoch nicht biobasiert sind (wie PBAT oder PCL), und umgekehrt Polymere, die aus Biomasse gewonnen werden, jedoch nicht biologisch abbaubar sind (zum Beispiel biobasierte PE und PET).

Die Kompostierung ist ein Verfahren, bei dem gärfähige Stoffe in Kompost umgewandelt werden, der später der Bodenverbesserung dient und dessen Fruchtbarkeit erhöht. Es handelt sich hier um einen aeroben biologischen Abbau (unter Einfluss von Sauerstoff), der unter spezifischen Bedingungen abläuft.

Im Zusammenhang mit kompostierbaren Kunststoffen ist oft von zwei Arten der Kompostierung die Rede :

  • Hauskompostierung (auch als Home Compost bezeichnet), die von Privatpersonen unter kaum oder nicht kontrollierten Bedingungen durchgeführt werden kann.
  • Industrielle Kompostierung, die unter geregelten Bedingungen mithilfe spezieller Anlagen erfolgt.

Die beiden Verfahren unterscheiden sich hauptsächlich durch die Temperaturen, die während des biologischen Abbaus der Produkte herrschen und je nach Polymer zu einer anderen Zersetzungskinetik führen, sowie dadurch, ob Mikroorganismen vorhanden sind, die dessen Assimilation ermöglichen.

Ein biologischer Abbau unter anaeroben Bedingungen (ohne Sauerstoff) liegt bei der Methanisierung vor, die die Erzeugung von Biogas ermöglicht.

Normen und Zertifizierungen von biologisch abbaubaren und kompostierbaren Kunststoffen

Heute stehen mehrere Normen zur Verfügung, die eine Bestimmung der biologischen Abbaubarkeit von Biokunststoffen unter verschiedenen Bedingungen ermöglichen :

EN 13432 : 2000 

Diese Norm definiert vier Kriterien, (Zusammensetzung, biologischer Abbau, Zerfall und Qualität des Komposts), die Materialien oder Verpackungen erfüllen müssen, um durch industrielle Kompostierung verwertbar zu sein.

NF T 51-800 : 2015

Diese neuere Norm erstreckt sich auf die Verwertbarkeit der Materialien in HauskompostSie dient insbesondere als Grundlage für Gesetze, die die Verwendung von Einweg-Plastiktüten zur Verpackung von Waren in Geschäften sowie von Folien und Wegwerfbechern oder -tellern etc. regeln.

Varianten dieser Normen werden heute ebenfalls verwendet, um die biologische Abbaubarkeit von Biokunststoffen unter verschiedenen Bedingungen und in verschiedenen Umgebungen, zum Beispiel im Boden oder Meer, zu bestimmen.

Auf der Grundlage von Prüfungen nach den oben genannten Normen können Zertifikate erworben werden, die den getesteten Materialien und Produkten eine höhere Sichtbarkeit verleihen.

Die Zertifizierungen werden heute insbesondere von zwei europäischen Stellen vergeben :