Bye-Bye Einwegplastik! Mit dem Biokunststoff PLA zu mehr Nachhaltigkeit

Innovationen | Nachhaltigkeit und Klimaschutz | Technologietrends | Ab dem 3. Juli 2021 gilt in der EU ein Verkaufsverbot von Artikeln aus erdölbasiertem Einwegplastik. Der Markt für Alternativen aus Holz, Bambus und dem Biokunststoff PLA wächst. Mit einer neuen Technologie macht thyssenkrupp die Produktion der grünen Plastikalternative jetzt auch wirtschaftlich attraktiv.

2015 verabschiedete das Europäische Parlament eine erste wegweisende Richtlinie für den Umweltschutz. Das Ziel: den Verbrauch von leichten Plastiktüten bis 2025 um stolze 80 Prozent zu reduzieren. Damals einigten sich Politik und Handel darauf Plastiktüten nur noch gegen eine Gebühr anzubieten. Manche Unternehmen schafften die umweltbelastenden Tragetaschen gleich ganz ab.

Praktisch ist sie ja, die Plastiktüte im Supermarkt – aber die CO2-Bilanz des erdölbasierten Materials gefährdet unser Klima.Praktisch ist sie ja, die Plastiktüte im Supermarkt – aber die CO2-Bilanz des erdölbasierten Materials gefährdet unser Klima.

Im vergangenen Jahr folgte dann der nächste historische Schritt hin zur erdölfreien Plastikproduktion: Ab Mitte 2021 soll auch der Verkauf von Einwegartikeln aus nicht-kompostierbarem Plastik in allen EU Staaten verboten werden. Darunter fallen Produkte wie Strohhalme, Coffee-to-Go-Becher, sowie Plastik-Besteck und -Geschirr.

Für die Grillparty müssen wir zukünftig also auf grüne Alternativen zurückgreifen. Und die machen auch vor Lebensmittelverpackungen und Mehrweg-Produkten nicht halt.

Biokunststoff: umweltfreundlich, aber in Konkurrenz zur klassischen Plastikindustrie

Die Plastiktüte ist schnell mit dem Gemüsenetz oder Jutebeutel ersetzt. Aber auch für Lebensmittelverpackungen gibt es einen vielversprechenden Weg, um den Verbrauch von fossilen Rohstoffen zu senken: Grünes Plastik aus nachwachsenden Rohstoffen.

Eines der attraktivsten Vertreter dieser Bio-Polymere ist Polylactid, kurz PLA. PLA besteht nicht nur zu 100 Prozent aus biologisch abbaubaren Materialien — es kann dank seiner physikalischen und mechanischen Eigenschaften herkömmliche, erdölbasierte Polymere in vielen Bereichen ersetzen. Und damit die weltweite CO2-Bilanz nachhaltig verbessern. Als Ausgangsstoff für die PLA-Produktion dient Milchsäure, die aus nachwachsenden Rohstoffen wie Zucker, Stärke oder Cellulose gewonnen wird.

Vielseitig, kompostierbar und nahezu CO2-neutral – das sind die Vorzüge des Biokunststoffs Polylactid, kurz PLA.Vielseitig, kompostierbar und nahezu CO2-neutral – das sind die Vorzüge des Biokunststoffs Polylactid, kurz PLA.

Der Vorteil: PLA stellt auch keine Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion dar – im Gegenteil, erklärt Udo Mühlbauer von thyssenkrupp, der Experte für den Biokunststoff ist. „Zum einen ist der Flächenbedarf für den Anbau der benötigten Rohstoffe extrem gering. Zum anderen können wir Abfälle aus der Lebensmittelindustrie für die Herstellung von PLA wiederverwenden.“

Doch auch trotz grünem Trend und neuen EU Richtlinien ist der wirtschaftliche Durchbruch für PLA aber nicht leicht. “Biokunststoffe wie Polylactide stellen sich gegen den etablierten Kunststoffmarkt. Erdölbasierte Polymere werden in riesigen Anlagen produziert und können so deutlich günstiger hergestellt werden. Der Markt für Biokunststoffe ist im Vergleich dazu sehr klein und die Produkte damit teurer“, weiß Experte Mühlbauer.

PLAneo®: thyssenkrupp macht Polylactid zur echten Alternative

thyssenkrupp ist diese Herausforderungen angegangen – und hat in den vergangenen Jahren ein eigenes Herstellungsverfahren für den Biokunststoff entwickelt. Im chinesischen Changchun setzen die Experten ihre patentierte Technologie namens PLAneo®  zum ersten Mal in einer kommerziellen Anlage ein. Der Kunde: die Jilin COFCO Biomaterial Corporation, eine Tochter von Chinas größtem Lebensmittel- und Getränkekonzern.

Um das Verfahren für die Produktion des Biokunststoffs zu verbessern, forschte thyssenkrupp mehrere Jahre lang in einer Pilotanlage in Guben in der Niederlausitz. Das Ergebnis: die PLAneo-Technologie.
Um das Verfahren für die Produktion des Biokunststoffs zu verbessern, forschte thyssenkrupp mehrere Jahre lang in einer Pilotanlage in Guben in der Niederlausitz. Das Ergebnis: die PLAneo-Technologie.
Beim Kunden Jilin COFCO im chinesischen Changchun setzt thyssenkrupp das PLAneo-Verfahren nun erstmals auf industriellem Niveau ein.
Beim Kunden Jilin COFCO im chinesischen Changchun setzt thyssenkrupp das PLAneo-Verfahren nun erstmals auf industriellem Niveau ein.

Der große Vorteil von PLAneo®: Die Technologie macht es möglich, den Biokunststoff besonders effizient und ressourcenschonend zu produzieren – und das zu einem Preis, der mit herkömmlichem Plastik konkurrieren kann. Bei der Entwicklung profitierte thyssenkrupp vom jahrzehntelangen Know-how aus dem Bau von über 400 Kunststoffanlagen weltweit.

„PLAneo eignet sich auch für großtechnische Anlagen mit Kapazitäten von bis zu 100.000 Tonnen pro Jahr. Das senkt die Produktionskosten entscheidend“, so Udo Mühlbauer, der die chinesische Anlage eng betreut. „Außerdem haben wir den Energieverbrauch des Verfahrens durch ein Energierückgewinnungssystem reduziert. Auf diese Weise senken wir die Kosten weiter und machen die Produktion gleichzeitig nachhaltiger.“

PLA ist für fast alle Anwendungsgebiete gewappnet

PLA ist hochflexibel einsetzbar: vom Sparschwein und Luftpolster über Besteck, Kulis und Sitzunterflächen für Bürostühle – vor erdölbasiertem Plastik muss es sich auf keinem Gebiet verstecken. Auch nicht in der Medizin. Da der menschliche Körper PLA restlos abbauen kann, eignet sich der Biokunststoff perfekt für Implantate, Nahtmaterial, Stents oder als Basis für die Züchtung von Gewebe.

Auch in der Landwirtschaft und für industrielle 3D-Druckverfahren ist PLA ebenso geeignet. Und mit kompostierbaren Bio-Müllbeuteln und Kaffeekapseln aus PLA kann jeder den eigenen Haushalt nachhaltiger gestalten.

Die Ausgangsstoffe für PLA sind biologisch – aus Zucker, Stärke oder Cellulose, die dann zu Milchsäure weiterverarbeitet werden. Daraus entstehen dann Becher und T-Shirts...
Die Ausgangsstoffe für PLA sind biologisch – aus Zucker, Stärke oder Cellulose, die dann zu Milchsäure weiterverarbeitet werden. Daraus entstehen dann Becher und T-Shirts...
... kompostierbare Plastikverpackungen für alle Arten von Lebensmitteln...
... kompostierbare Plastikverpackungen für alle Arten von Lebensmitteln...
... oder andere grüne Produkte für Chemie, Industrie und Medizin.
... oder andere grüne Produkte für Chemie, Industrie und Medizin.

Auch in der Landwirtschaft sieht Udo Mühlbauer viel Potenzial für den Einsatz des grünen Kunststoffs: „Mulchfolien aus herkömmlichem Plastik sind insbesondere in China ein großes Problem: Oft lassen die Landwirte die alten Folien auf dem Acker, sodass sie vom Wind verweht oder in die Äcker eingepflügt werden – dadurch sinkt die Bodenqualität. Biokunststoffe, insbesondere eine Kombination aus Polyester und PLA, können problemlos eingepflügt werden, denn sie verrotten mit der Zeit.“

Für industrielle 3D-Druckverfahren ist PLA ebenso geeignet. Und mit kompostierbaren Bio-Müllbeuteln und Kaffeekapseln aus PLA kann jeder den eigenen Haushalt Schritt für Schritt nachhaltiger gestalten.

Die Zukunft von Biokunststoff: große Herausforderungen – tolle Perspektiven

Klar ist aber auch: Trotz neuer Gesetze ist der Weg zur erdölfreien Plastikproduktion noch weit. PLA steht noch vor vielen Herausforderungen. Die Abfallsysteme müssen sich zum Beispiel noch auf die umweltfreundlichen Materialien umstellen. Aktuell gibt es in Deutschland keinen eigenen Recycling-Pfad für PLA-Produkte – die wertvollen Rohstoffe werden oft mit dem herkömmlichen Plastikmüll verbrannt.

Verpackungs- und Plastikhersteller müssen sich langfristig aber trotzdem auf grüne Alternativen umstellen, meint Sami Pelkonen, CEO der Chemieanlagenbau-Sparte von thyssenkrupp: „Der Markt für Biokunststoffe wird in den kommenden Jahren weiter wachsen. Das ist nicht zuletzt auf das zunehmende Umweltbewusstsein von Industrie, Politik und Verbrauchern zurückzuführen. Mit der PLAneo® Technologie wollen wir unseren Beitrag für eine nachhaltigere, ressourcenschonendere Kunststoffwirtschaft leisten.“

Autor

Bettina Kelm

Sehr geehrter Herr Udo Mühlbauer,wunderbar! Aber wie ist es mit Abbaubarkeit von PLA? Unter welchen Bedingungen löst es sich in welchem Zeitraum auf? In Kompostanlagen ist Bioplastik ja immer wieder ein Problem, da es weniger schnell verrottet als der Kompost selbst und dann doch herausgefischt und verbrannt wird. Gibt es schon einen Markt für die Entsorgung solcher PLA Produkte oder Verpackungen? Im Grunde bräuchte es Bioplastik-Kompostanlagen, richtig? Denn im Dualen System wird es ja verbrannt, nehme ich an. Danke für Ihre Rückmeldung von Bettina Kelm, OneEarth-OneOcean.eV.

    Entschuldige die späte Antwort, Bettina. Wir haben bei Herrn Mühlbauer konkret nachgefragt, hier seine Antwort:

    PLA ist nach den Normen DIN EN 14995 und DIN EN 13432 biologisch abbaubar. Das heißt unter anderem, dass nach einer Kompostierung nach maximal 12 Wochen höchstens 10% des ursprünglichen Trockengewichts des Prüfmaterials in einer >2-mm-Siebfraktion enthalten sein dürfen. Es ist aber richtig, dass Plastikmüll momentan häufig noch vor der Kompostierung „herausgefischt“ wird. Das liegt daran, dass mitunter „falsche“, also nicht bioabbaubare Tüten im Kompost landen und, dass die Kompostieranlagen kürzere Kompostierzeiten fahren. Dabei handelt es sich aber um ein Übergangsproblem: Sobald vermehrt Biokunststoffe eingesetzt werden und die Bevölkerung besser für dieses Thema sensibilisiert ist, werden sich die Kompostieranlagen auf die neuen Inhaltsstoffe einstellen können.

    PLA eignet sich aber hervorragend für chemisches Recycling. Dazu ist der Marktanteil für PLA aktuell jedoch noch zu kleinfür den wirtschaftlichen Aufbau einer Recyclinglogistik – technisch ist das aber kein Problem. In Zukunft könnte also PLA-Müll, der im Kompost landet, in industriellen Kompostieranlagen verrotten. Das Verpackungsmaterial der gelben Tonne kann in Mülltrennungsanlagen separiert und recycelt werden, sodass insgesamt ein geschlossener, nachhaltiger CO2-Kreislauf entsteht.

Hut ab – ich bin beeindruckt! Endlich mal wieder gute Nachrichten aus der dt. Industrie. Wo kann man dieses Granulat beziehen? Gibt es schon Firmen die damit Verpackungen modellieren können?

    Hallo Henning, leider hat die Antwort etwas auf sich warten lassen, hier aber nun in aller Ausführlichkeit und von Herrn Mühlbauer persönlich 🙂

    Aktuell kann PLA in Deutschland von Kunststoffhändlern wir zum Beispiel „Resinex“ in unterschiedlichen Qualitäten bezogen werden. Man kann sich aber auch direkt an die Hersteller wenden. Der größte PLA-Produzent ist „NatureWorks“ in den USA. Darüber hinaus gibt es einige chinesische Hersteller, wie etwa „COFCO Biomaterials“, mit denen wir zusammenarbeiten. Eine weitere Produktionsanlage wird gerade von „Corbion Total PLA“ in Thailand in Betrieb genommen. Momentan werden circa 150.000 Tonnen PLA im Jahr produziert und zu Verpackungsmaterialien und Fasern verarbeitet. „BASF“ stellt aus PLA und PBAT biologisch abbaubare Tüten und Mulchfolien her. Die Firma „TI“ produziert biaxial gereckte Folien für Verpackungen. „Huthamaki“ produziert tiefgezogene Artikel wie Becher oder Schalen. Ein Beispiel für einen Faserproduzenten ist das Unternehmen „Trevira“, das PLA-Stapelfasern herstellt. Zudem ist PLA ein beliebter Kunststoff für den 3D-Druck.

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