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Kunststoffe : Polymere vom Kartoffelacker

  • -Aktualisiert am

Aus Pflanzenfasern entsteht Zelluloid. Bild: Picture-Alliance

Kunststoff aus nachwachsenden Rohstoffen hat einige interessante Eigenschaften. Er ist aber im Vergleich zu herkömmlichem teuer.

          In einer Vitrine im Foyer des Fraunhofer-Instituts in Oberhausen sind Essbestecke, Kugelschreiber, Kosmetikflaschen, eine Computermaus und zahlreiche andere Produkte ausgestellt. Alle bestehen aus Biopolymeren, also aus Kunststoffen, die auf der Basis von nachwachsenden Rohstoffen hergestellt wurden. Einige sind biologisch abbaubar, andere ebenso dauerhaft wie Kunststoffe auf Erdölbasis. „Es kommt nicht auf die Rohstoffe an, sondern darauf, wie die Monomere miteinander verbunden sind“, sagt Mona Duhme, Gruppenleiterin Verarbeitung und Anwendung Biobasierte Kunststoffe am Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik (Umsicht), wie es mit vollem Namen heißt.

          Monomere sind die Grundbausteine von Polymeren. Manche tun sich zu einem praktisch unzerstörbaren Netz zusammen. Bakterien, säuerliches Wasser und ultraviolettes Licht finden keine Ansatzpunkte, das Material abzubauen, also in seine Ausgangsmaterialien zu zerlegen, die für die Umwelt harmlos sind. Andere ähneln eher einem Berg Spaghetti, in dessen Lücken zerstörerische Elemente eindringen können.

          Die Bedrohung durch Plastikmüll, dem die Europäische Union jetzt den Kampf angesagt hat, lässt sich durch Biopolymere also nicht ausräumen. Verzicht auf Kunststoffe, so weit es geht, mehr Eifer beim Sammeln und ein umfassenderes Recycling sind die Waffen, die das Problem lösen können. Eine sortenreine Trennung der Inhalte von gelben Säcken und Tonnen und damit die Herstellung von hochwertigen Recyclingprodukten ist heute schon möglich, etwa mit Infrarotlicht. Doch das ist bei weitem zu teuer. Selbst Biopolymere könnte man so herausfischen. Doch das lohnt sich erst recht nicht, weil die Mengen verschwindend gering sind.

          Polymere aus nachwachsenden Rohstoffen sind umweltneutral

          Die umweltverträgliche Abbaubarkeit ist es also nicht, die Biopolymere attraktiv macht, oder auch umstritten. Sie benötigen, das ist der größte Vorteil, kein Erdöl. Während darauf basierende Kunststoffe bei der Entsorgung, vor allem der vorherrschenden Verbrennung, durch Emission des Klimagases Kohlendioxid die Umwelt schädigen, sind Polymere aus nachwachsenden Rohstoffen in dieser Hinsicht umweltneutral, sieht man vom Energieverbrauch für die Herstellung ab. Das vor einigen Jahren noch gängige Argument, Biopolymere seien wichtig, um die begrenzten Erdölressourcen zu schützen, zieht heute weniger. Durch neue Fördermethoden wie das umstrittene Fracking sind die gewinnbaren Vorräte in den vergangenen Jahren so gewachsen, dass ein Ende des Erdölzeitalters vorerst nicht abzusehen ist. Für die Kunststoffproduktion ist anscheinend genug vorhanden, zumal die Hersteller nur vier Prozent der gesamten Erdölförderung für sich beanspruchen. Das jedenfalls sagt die Association of Plastics Manufacturers in Europe (APME). Mehr als zehnmal so viel geht für Treibstoffe drauf, also vor allem Benzin, Diesel und Kerosin.

          Weltweit werden im Jahr mehr als 300 Millionen Tonnen Kunststoffe hergestellt. Die daraus resultierenden Müllberge sind gigantisch. Allein in der Europäischen Union sind es 26 Millionen Tonnen im Jahr. Daneben fallen die Produktionskapazitäten von weltweit rund zwei Millionen Tonnen kaum ins Gewicht, auch wenn European Bioplastic mit einem Anstieg der biobasierten Kunststoffproduktion in der Welt um 50 Prozent bis 2022 rechnen. Als Rohstoff dient in den meisten Fällen Zucker oder Stärke, beides Nahrungsmittel. Da auch die erwartete Steigerung der Produktion den Bedarf an Anbauflächen nicht entscheidend verändert – er steigt zwischen 2017 und 2022 von 0,82 auf 1,03 Millionen Hektar an, das entspricht 0,016 beziehungsweise 0,021 Prozent der Gesamtfläche –, besteht praktisch keine Konkurrenz zum Nahrungsmittelsektor.

          Daraus lassen sich Verpackungsmaterialien herstellen

          Dauerhaft sind die Biopolymerproduzenten wohl nicht oder nicht ausschließlich auf essbare Rohstoffe angewiesen. Überall arbeiten Forscher daran, Bioabfälle etwa in Zucker umzuwandeln. Das Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie in Potsdam beispielsweise betreibt eine Anlage, in der aus Pflanzenresten wie Stroh durch Fermentation, also durch Umwandlung mit Hilfe von Bakterien oder Pilzen, Milchsäure gewonnen wird. Aus diesem Monomer entsteht ein Kunststoff namens Polyactid (PLA), auch Polymilchsäure genannt. Daraus lassen sich Verpackungsmaterialien herstellen, die erdölbasierte Materialien wie Polyethylen und Polypropylen verdrängen könnten.

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