Reichelt Chemietechnik Magazin
Die Erfindung von Plastik hat das Leben in vielen Bereichen grundlegend verändert. Insbesondere gilt dies für den Einsatz von Plastik als Verpackungsmaterial. Durch die Gewichtsersparnis beim Transport sowie die Möglichkeit, verderbliche Lebensmittel unter Ausschluss von Sauerstoff zu lagern, hat das Material seit den 70er Jahren des letzten Jahrhunderts viele bis dahin gängige Verpackungsmaterialien verdrängt.
Durch das zunehmende ökologische Bewusstsein wird der Verzicht auf das Verpackungsmaterial Plastik immer häufiger erwünscht und hat für die Marketingstrategie einen hohen Stellenwert. Dies wird insbesondere deutlich, wenn man sich die Zunahme an Produkten ansieht, die mit einer Verpackung aus recyceltem Plastik werben.
Der Verzicht auf Plastik gestaltet sich häufig auch deshalb schwierig, da alternative Materialien bei einigen Eigenschaften des Materials deutliche Defizite aufweisen. Um nachhaltigere Verpackungen zu ermöglichen, ist es daher wichtig, differenziert zu analysieren, in welchen Bereichen ein Verzicht auf Plastik sinnvoll und möglich ist und wo der Einsatz von Kunststoff bisher unverzichtbar ist.
Warum sind Plastikverpackungen so weit verbreitet?
Viele der Vorteile von Plastikverpackungen liegen auf der Hand. Die einfache Herstellung und Handhabung sowie der Schutz bei Transport und Lagerung von Produkten – wie Lebensmittel, Drogerie- und Haushaltsartikel – stehen bei Produzenten und Konsumenten oft an erster Stelle. Doch auch Aspekte, wie Gewichtsersparnis und Kommunikationsflächen für Produktinformationen, wie das Mindesthaltbarkeitsdatum, Produktzusammensetzung und Lagerempfehlungen, können für den Einsatz des Verpackungsmaterials Plastik sprechen.
Umverpackungen aus Kunststoff-Folien und andere Halbzeuge aus Plastik sind für viele Einsatzbereiche nach wie vor Verpackungsmaterial der Wahl. Das am meisten verwendete Verpackungsmaterial ist Polyethylen (PE). Dieser leicht zu bearbeitende Kunststoff wird vor allem für Kunststofffolien und Folienverpackungen eingesetzt. Im Vergleich zu Polyethylen ist Polypropylen (PP) stabiler und weniger hitzeempfindlich. Oft wird es für heißversiegelte oder eingeschweißte Produkte verwendet.
Polyethylenterephthalat (PET) ist noch widerstandsfähiger. Es wird daher hauptsächlich für Getränkeflaschen verwendet. Polystyrol (PS) ist in kompakter Form leicht zerbrechlich und darum für Verpackungen weniger geeignet. Hingegen sind Formteile aus geschäumtem Polystyrol, das vor allem als Styropor® bekannt geworden ist, wegen ihrer stoßmindernden Eigenschaft besonders für Verpackungen empfindlicher Güter unentbehrlich geworden.
Der bekannteste Kunststoff aus nachwachsenden Rohstoffen ist Polylactid (PLA), ein thermoplastisches Polymer aus Milchsäure, die biotechnisch aus Zucker oder Stärke gewonnen wird. Die Gebrauchseigenschaften von PLA ähneln zwar denen von PET, so dass es sich für Getränkeflaschen ebenso gut eignen würde, wegen seiner hohen Herstellungskosten hat es jedoch dafür keine Bedeutung erlangen können.
Aufgrund ihrer relativ guten chemischen Beständigkeit werden die Massenkunststoffe Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP) nicht nur zu Folienverpackungen verarbeitet, sondern auch zu Lagerflaschen, Laborbehältern, IBC-Containern und anderen Behältern für Kosmetika, Pharmazeutika und aggressive Chemikalien.
Lebenszyklusanalyse von Kunststoffverpackungen
Die Gründe für den Einsatz von Plastik für Verpackungen sind vielfältig, die Gründe dagegen lassen sich meist in einem Hauptargument zusammenfassen: die riesigen und immer weiter ansteigenden Berge von Plastikmüll, die bestenfalls recycelt, meist aber verbrannt werden. Allzu häufig finden sie sich jedoch in Flüssen und Meeren wieder, wo sie sich über langjährige Prozesse zu Mikroplastik zersetzen. Als Mikroplastik werden Plastikteilchen bezeichnet, welche wenige Mikrometer messen.
Sensationsschlagzeilen der Boulevard-Presse, nach denen jeder Mensch in der Woche eine Kreditkarte verspeisen würde, haben dazu geführt, dass das Verpackungsmaterial Plastik allmählich ein negatives Image bekommen hat.
Die Wahrnehmung eines Problems beeinflusst im weit höheren Maße die Konsumentscheidungen der Menschen als Tatsachen. Beispielhaft stehen dafür die Getränkeflaschen. Die leichten Plastik-Einwegflaschen sind für die Vermeidung von Müll höchst kontraproduktiv. Mehrwegflaschen werden jedoch aus Glas gefertigt und sind damit erheblich schwerer als die dünnwandigen Einwegflaschen aus Plastik. Der Konsument greift deshalb beim Getränkekauf vorzugsweise zur Einwegflasche und nicht zur Mehrwegflasche. Zudem werden bei Einwegflaschen häufig für Verschluss und Flasche verschiedene Plastikarten verwendet, was das Recycling verkompliziert.
Um diese verschiedenen Faktoren besser beurteilen zu können, hat sich in den letzten Jahren die sogenannte Lebenszyklusanalyse durchgesetzt. Ziel der Methode ist es, ein Produkt von der Herstellung bis hin zur endgültigen Verwertung auf seine Umwelteinflüsse zu beurteilen. Ein Beispiel für diese Lebenszyklusanalyse ist die Bewertung der CO2-Bilanz. Diese wird aus den direkten Kohlenstoffemissionen, die bei der Produktion entstehen, und den indirekten Kohlenstoffemissionen, zum Beispiel durch die Bereitstellung von Energie und Wasser, abgeleitet. Sie ist daher ein Indikator, um die Umweltverträglichkeit eines Stoffes in Hinblick auf seine Produktionsweise einzuschätzen.
Obwohl die Berücksichtigung der Kohlenstoffemissionen durch verschiedene Faktoren ein wichtiger Schritt ist, wird auch dieser Ansatz von vielen Forschern kritisiert. Gerade für das Verpackungsmaterial Plastik werden sekundäre Einflüsse, wie die Entstehung von Mikroplastik, nicht mit eingerechnet. Zudem werden soziologische Aspekte außer Acht gelassen. So zeigen Studien, dass der Einsatz von Einwegplastikprodukten den Konsum eher erhöht als verringert.
Fast Food und Fast Konsum Gesellschaft
Die rasante Zunahme der Verwendung von Produkten in Einwegverpackungen wird mittlerweile von vielen als Problem wahrgenommen. Trotzdem führt die veränderte Wahrnehmung nicht unbedingt zu einer erneuten Änderung des Konsumverhaltens. Ein Beispiel dafür ist die Verwendung von Einweg-Kaffeebechern, die jährlich große Mengen an Müll produzieren. Studien belegen, dass nur wenige Verbraucher zu Mehrwegoptionen tendieren, wie die Nutzung von vielmals benutzbaren Trinkgeschirren, etwa von Keramiktassen oder Keramikbechern, selbst wenn für Plastik-Einwegbecher Zusatzkosten gesetzt werden.
Dieses Verhalten legt nahe, dass der Bequemlichkeitsfaktor, den viele Plastikverpackungen versprechen, nicht zu unterschätzen ist. Insbesondere für Lebensmittel, die schnell konsumiert werden, wie Chips, Süßigkeiten oder Schnellkochgerichte, ist dies der Fall. Zu dem implizieren Plastikverpackungen bei Verbrauchern nicht nur das Gefühl von Hochwertigkeit sondern auch von Produktsicherheit.
Der Vorteil von Plastikprodukten in Hinblick auf keimarme Verpackungsmöglichkeiten ist unbestritten, wenngleich in jüngster Zeit der Trend zu plastikfreien Verpackungen sichtbar wird. Die Verwendung von plastikfreien Verpackungen verbietet sich jedoch, wenn hierdurch Qualitätsparameter, wie die Mindesthaltbarkeit, nicht mehr eingehalten werden können.
Lebensmittelverschwendung
Die Haltbarkeit von Lebensmitteln ist von Umwelteinflüssen abhängig. Da der Einsatz von Plastikverpackungen den Kontakt von Lebensmitteln mit Luft-Sauerstoff reduziert, führen sie bei vielen Produkten zu einer Verlängerung der Haltbarkeitsdauer. Lobbyisten der Verpackungsmittelindustrie argumentieren daher, dass der Verzicht auf das Verpackungsmaterial „Plastik“ nicht zielführend ist, da die CO2-Bilanz von entsorgten Lebensmitteln höher ist als die von Kunststoffverpackungen.
Da die Entsorgung von verdorbenen Lebensmitteln ein nicht unbedeutender Faktor in der Gesamtbilanz ist, ist das Argument nicht völlig von der Hand zu weisen. Diese Abwägung lässt jedoch außer Acht, warum die Lebensmittel verderben. Da beim Kauf von abgepackten Produkten die erstandene Menge vorgegeben ist, kann sie den tatsächlichen Bedarf übersteigen und muss dann später nicht selten als verdorbenes Lebensmittel entsorgt werden. Ob der Verzicht auf die Plastikverpackung von Lebensmitteln die CO2-Bilanz verändert, kann somit nur im Einzelfall entschieden werden.
Verpackungsdesign
Eine wichtige Stellschraube, um den Einsatz von Plastik zu reduzieren, ohne dabei Kompromisse mit der Haltbarkeit einzugehen, ist das Verpackungsdesign.
Zudem können durch das Design sowohl Transport und Recycling beeinflusst werden. So können stapelbare, platzsparende Verpackungen zu einer besseren CO2-Bilanz beim Transport führen, während der Einsatz von sortenreinem Plastik das Recycling der Verpackung ermöglicht. Besonders negativ fallen in diesen Kategorien aktuell mehrschichtige Verpackungen auf, wie zum Beispiel Chipstüten.
Durch ihr mehrschichtiges, fett- und luftundurchlässiges Plastikfoliendesign ist das Recycling unmöglich. Zudem werden sie häufig als Paradebeispiel für Verbrauchertäuschung angeführt, da die Größe der Tüte über den tatsächlichen Inhalt täuscht und damit einem platzsparenden Design widerspricht.
Wohin kommt unser Plastikmüll?
Die meisten Konsumenten gehen davon aus, dass die Verpackungen, die sie im gelben Sack entsorgen, recycelt werden. Dies ist jedoch nur für einen Bruchteil der Fall. Das Recycling von mehrschichtigen Plastikfolien, wie bei den erwähnten Chipstüten, ist häufig gar nicht möglich oder nicht kosteneffizient. Bei Verpackungsmaterialien aus Mischplastik, den sogenannten „Blends“ oder Kunststofflegierungen, ist das Recycling ebenfalls erschwert, da ihre stoffliche Zusammensetzung meist unbekannt ist. Selbst wenn die verschiedenen Plastiksorten voneinander getrennt werden könnten, wie bei Getränkeflaschen, wo Flasche und Schraubverschluss oft aus unterschiedlichen Kunststoffen bestehen, ist die Sortierung der Plastiksorten, da sie meist manuell erfolgt, häufig nicht rentabel.
Hinzu kommt, dass gerade bei Lebensmittelverpackungen die Verwendung von Mischplastik aus Recycling-Anlagen nicht erlaubt ist. Der größte Anteil an Plastik landet daher in Müllverbrennungsanlagen. In jüngster Vergangenheit wurde Plastikmüll auch exportiert, vorwiegend in Entwicklungsstaaten, und so das Problem der Müllentsorgung in andere Länder verlagert.
Es ist daher kein Zufall, dass die größten Mikroplastikbelastungen der letzten Jahren in China und Indonesien nachgewiesen wurden, obwohl diese bei der Plastiknutzung keineswegs Spitzenplätze belegen. Neue, verbesserte Recyclingkonzepte zu entwickeln ist daher eine der wichtigsten Aufgaben der Wissenschaft in diesem Bereich.
Viele Probleme, viele Lösungsansätze
Plastikverpackungen sind ein grundlegender Bestandteil unserer heutigen Wirklichkeit und lassen sich nicht mehr aus unserem Alltag verdrängen. Gerade in Hinsicht auf die Haltbarkeit von Lebensmitteln hat das Verpackungsmaterial Plastik eindeutige Vorteile. Dennoch sind der Mangel an Recyclingstrategien und die Unmengen an produziertem Müll ein sehr ernstes Problem. Daher ist es umso wichtiger, dass Alternativen gefunden werden, um Plastikmüll generell zu reduzieren. Möglichkeiten hierfür bieten Änderungen des Designs von Verpackungen und der Einsatz von sortenreinen Kunststoffen. Die Entwicklung von neuartigen, plastikfreien Verpackungsmaterialien könnte dem stetig wachsenden Verbrauch an Kunststoffen für Verpackungen und somit auch der weltweiten Umweltverschmutzung entgegenwirken.
Quellen: M. Evans, R. Parsons, P. Jackson, et al., Global Environmental Change 2020, 65, 102166. Sundqvist-Andberg, M. Åkerman, Journal of Cleaner Production 2021, 306, 127111. D. Vethaak, H. A. Leslie, Environmental Science & Technology 2016, 50, 6825-6826. Pauer, M. Tacker, V. Gabriel, et al., Cleaner Environmental Systems 2020, 1, 100001. De Marchi, S. Pigliafreddo, A. Banterle, et al., Environmental Science & Policy 2020, 114, 305-311. Guillard, S. Gaucel, C. Fornaciari, et al., Frontiers in Nutrition 2018, 5.
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