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Studie

Studie: Lässt sich mit Kunststoff nachhaltig wirtschaften?

Eine Studie zeigt auf, was es mindestens braucht, damit die Kunststoffwirtschaft umfassend nachhaltig wird, und ob sich das überhaupt realisieren lässt.

Eine neue Studie der ETH-Zürich untersucht, ob und wie die Kunststoffwirtschaft umfassend nachhaltig werden kann.
Eine neue Studie der ETH-Zürich untersucht, ob und wie die Kunststoffwirtschaft umfassend nachhaltig werden kann.

Eine aktuelle Studie der ETH Zürich hat drei wesentliche Bausteine für eine nachhaltige Kunststoffwirtschaft ausgemacht: eine Kombination von sehr viel Recycling, der Nutzung von CO2 aus der Luft und Biomasse als Rohstoff. Zudem weist die Studie nach, dass eine nachhaltige Kunststoffwirtschaft grundsätzlich möglich ist. Allerdings müsste sich dazu auch das Image und damit der Preis von Kunststoff ändern.

Noch werden Kunststoffe vorwiegend aus Erdöl hergestellt. Kommen die Produkte an ihr Lebensende, landen sie häufig in einer Verbrennungsanlage. Durch die energieintensive Herstellung von Kunststoffen und ihre Verbrennung gelangen große Mengen CO2 in die Atmosphäre, womit Kunststoffprodukte wesentlich zum Klimawandel beitragen.

Ohne Kunststoffwende geht’s nicht

Ein Ausweg wäre, auf die Kreislaufwirtschaft zu setzen, bei der möglichst viel Kunststoff wiederverwertet wird. Hauptausgangsstoff für Kunststoffprodukte wäre dann nicht mehr Erdöl, sondern Kunststoffabfall. Doch der Wandel vom heutigen, weltweit noch weitgehend linearen hin zu einem zirkulären System benötigt systemische, technische und soziale Innovationen und daran angepasste Wertschöpfungsnetzwerke. Diese Transformation ist komplex. Sie erfordert eine Kunststoffwende, die nur mit einem Multi-Stakeholder-Ansatz gelingt – entlang und an allen Schnittstellen der Wertschöpfungskette.

Wo man hier ansetzen muss, zeigt eine neue Studie unter der Leitung von André Bardow, Professor für Energie- und Prozesssystemtechnik an der ETH Zürich. An der Studie mitgearbeitet hat Gonzalo Guillén Gosálbez, Professor für Chemisches System-Engineering an der ETH Zürich, sowie Forschende der RWTH Aachen und der University of California in Santa Barbara.

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Kunststoffkreisläufe in Planetaren Grenzen

Die Wissenschaftler haben die vollständigen Wertschöpfungsketten der 14 häufigsten Kunststoffarten, darunter Polyethylen, Polypropylen und Polyvinylchlorid, angeschaut. Diese 14 Massenkunststoffe machen 90 % der weltweit hergestellten Kunststoffprodukte aus. Dabei haben die Forscher erstmals untersucht, ob sich die Planetaren Grenzen einhalten lassen. Die Planetaren Grenzen sind ein Maß für die umfassende Nachhaltigkeit von Prozessen. Sie gehen über die Energie- und Klimaproblematik hinaus und beinhalten auch Auswirkungen auf Land- und Wasserressourcen, die Ökosysteme und die Biodiversität. Kurz gesagt: Prozesse, welche die Planetaren Grenzen einhalten, können langfristig aufrechterhalten werden, ohne dabei Raubbau am Planeten Erde zu betreiben.

Studie: Umfassende Nachhaltigkeit ist möglich

Das Ergebnis der Studie: Kunststoffkreisläufe innerhalb der Planetaren Grenzen wären möglich. Dazu müsste mindestens 74 % des Kunststoffs wiederverwertet werden. Zum Vergleich: Heute wird in Europa je nach Schätzung nur rund 15 % rezykliert, in anderen Weltregionen weit weniger. Außerdem müssten laut der Studie die Recyclingprozesse verbessert werden. Konkret müsste das Kunststoffrecycling so effizient werden, wie andere chemische Prozesse es heute schon sind. Auch lassen sich nicht alle Kunststoffe wiederverwerten. Bei den als Schaumstoffen benutzten Polyurethanen muss das Recycling erst noch etabliert werden – eine Frage, mit der sich ETH-Professor Bardow ebenfalls beschäftigt.

Für die übrigen, nicht rezyklierten Kunststoffe – dies dürfen für eine umfassende Nachhaltigkeit maximal 26 % aller Kunststoffe sein – darf der für die Herstellung benötigte Kohlenstoff laut der Studie nur aus folgenden Quellen stammen: Aus der CO2-Absscheidung von Verbrennungsprozessen oder aus der Atmosphäre sowie aus Biomasse. „Alleine mit Recycling geht es nicht, wir brauchen alle drei Pfeiler“, sagt Bardow.

„Die Recyclingquote weltweit auf 74 Prozent zu erhöhen, ist ein sehr ambitioniertes Ziel“, gibt ETH-Professor Bardow zu bedenken. Es bis ins Jahr 2030 zu erreichen, sei nicht realistisch, bis 2050 schon eher. Eine weitere Herausforderung sei allerdings, dass derzeit Jahr für Jahr mehr Kunststoffprodukte hergestellt werden. „Setzt sich der aktuelle Trend bis 2050 fort, reicht es nicht, die Recyclingprozesse zu verbessern. Die Planetaren Grenzen würden 2050 dennoch überschritten.“

Kunststoff muss teurer werden

Die Studienautoren schlagen daher vor, auch bei der Nachfrage anzusetzen und dem Kunststoff einen anderen Wert beizumessen. „Plastik gilt als billig, was lange ein Segen war und nun zum Fluch geworden ist“, sagt Bardow. „Angesichts seiner sehr guten Eigenschaften sollten wir Kunststoff als den hochwertigen Werkstoff betrachten, der er tatsächlich ist. Somit darf er auch etwas kosten, und sein Recycling auch.“

Doch in der Bevölkerung ist Kunststoff kaum geschätzt, gilt als „Wegwerfartikel“. Zu viele Kunststoffe landen am Ende ihres Lebensweges in der Verbrennung oder in Böden und Ozeanen.

Umfassende Produktverantwortung

Die Wissenschaftler weisen in der Studie darauf hin, dass Kunststoffprodukte in Zukunft besser auf die Kreislaufwirtschaft ausgerichtet werden müssen. Dazu sollten die Hersteller vermehrt mit Wiederverwertern zusammenarbeiten. So wäre es laut den Studienautoren wünschenswert, wenn die Hersteller ihre Verantwortung umfassender begreifen würden. Heute endet die Verantwortung oft dort, wo das Produkt die Fabriktore verlässt. Die Wissenschaftler fordern daher, dass die Produktverantwortung den ganzen Lebenszyklus und somit auch Entsorgung und Wiederverwertung umfassen sollte, um auf diese Weise nachhaltige Prozesse zu gestalten.

In Recycling intensivieren, wo es nur geht

Das Recycling zu forcieren sei auf jeden Fall der richtige Weg, denn dieses habe keine gravierenden Nachteile und stelle damit bei der Transformation der Wirtschaft in Richtung Nachhaltigkeit einen Sonderfall dar. In vielen anderen Bereichen kommt es zu Zielkonflikten. Als Beispiele nennt die Studie die Herstellung von synthetischen Treibstoffen, die extrem energieintensiv ist, oder die Nutzung von Biomasse, die mit der Nahrungsmittelproduktion konkurriert. Die Wiederverwertung von Kunststoff hingegen führt zu keinem Zielkonflikt. Bardow: „Man soll Recycling intensivieren, wo es nur geht. Als Faustregel gilt: Mehr Recycling von Kunststoff führt immer zu mehr Nachhaltigkeit.“

Der Anteil der ETH Zürich an dieser Studie wurde durchgeführt im Rahmen des Nationalen Forschungsschwerpunkts NCCR Catalysis. Die Studie selbst kann hier eingesehen werden. mg

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