Aus der Branche

Wie sieht eine zukunftssichere, kreislauforientierte und nachhaltige Kunststoffwirtschaft aus? Die Antwort darauf ist eine Balance zwischen Plastikreduktion und einem nachhaltigen Umgang mit recyclingfähigen Kunststoffen. Denn die steigende Nachfrage nach Kunststoffen in hochwertigen Anwendungen wie Lebensmittelverpackungen, Autoteilen oder synthetischen Textilien erfordert einen ganzheitlichen Wandel. Mit vier strategischen Ansätzen geben Forschende des Fraunhofer UMSICHT und des niederländischen Instituts TNO in ihrem aktuell erschienenen Whitepaper »From #plasticfree to future-proof plastics« nun Einblicke, wie diese Balance in Zukunft aussehen kann. Beide Organisationen starten zudem eine praktische Plattform für Kunststoffe in einer Kreislaufwirtschaft: European Circular Plastics Platform - CPP, die darauf abzielt, bestehende Hindernisse zu beseitigen und vielversprechende Lösungen auszutauschen.

Vielseitige und preiswerte Materialien mit geringem Gewicht und sehr guten Barriereeigenschaften: Das sind Kunststoffe. Neben den praktischen Vorteilen geht mit den Materialien aber auch ein erheblicher Anteil an den Treibhausgasemissionen der Menschheit einher. Herstellung und Verwendung von Kunststoffen verursachen Plastikmüll und Mikroplastik, erschöpfen fossile Ressourcen und führen zur Abhängigkeit von Importen. Gleichzeitig können Alternativen – wie z. B. Glas als Verpackung - zum Teil noch stärker die Umwelt belasten oder besitzen schlechtere Produkteigenschaften.

Forschende des Fraunhofer UMSICHT und TNO haben daher ein Whitepaper erarbeitet, das eine Grundlage für die Umgestaltung der Kunststoffproduktion und -verwendung bietet. Dafür berücksichtigen sie die Integration der Perspektiven aller Beteiligten und ihrer Werte und das Potenzial aktueller und künftiger Technologien. Außerdem sind die funktionalen Eigenschaften des Zielprodukts, der Vergleich mit alternativen Produkten ohne Kunststoffe sowie ihre Auswirkungen in einer Vielzahl von ökologischen, sozialen und wirtschaftlichen Kategorien über den gesamten Lebenszyklus entscheidend. So gelingt eine systematische Bewertung und schließlich eine systematische Entscheidung, wo wir Kunststoffe verwenden, ablehnen oder ersetzen können.

Strategien für die Circular Economy
Als Ergebnis beschreiben die Forschenden vier strategische Felder, um die heute noch weitgehend lineare Kunststoffwirtschaft in eine vollständig kreislauforientierte Zukunft zu überführen: Verengung des Kreislaufs (Narrowing the Loop), Betrieb des Kreislaufs (Operating the Loop), Verlangsamung des Kreislaufs (Slowing the Loop) und Schließung des Kreislaufs (Closing the Loop). Mit der Verengung des Kreislaufs empfehlen die Forschenden in einem ersten Schritt, die Menge der in einer Kreislaufwirtschaft mobilisierten Materialien zu reduzieren. Operating the Loop bezieht sich auf die Nutzung erneuerbarer Energien, die Minimierung von Materialverlusten sowie die nachhaltige Beschaffung von Rohstoffen. Um den Kreislauf zu verlangsamen, braucht es Maßnahmen zur Verlängerung der Nutzungsdauer. Für eine Schließung des Kreislaufs müssen Kunststoffe schließlich gesammelt, sortiert und hochwertig recycelt werden.

Unter die vier Felder fallen jeweils einzelne Strategien. Während solche, die unter Operating the Loop fallen (O-Strategien), laut den Forschenden parallel und möglichst vollständig angewendet werden sollen, setzt die Entscheidung für die weiteren Strategien in den anderen Feldern (R-Strategien) einen komplexen Prozess voraus: »In der Regel kommen für ein bestimmtes Produkt oder eine bestimmte Dienstleistung mehr als eine R-Strategie in Frage. Diese müssen hinsichtlich ihrer Durchführbarkeit und ihrer Auswirkungen im Zusammenhang mit dem Status quo und den zu erwartenden Veränderungen sorgfältig miteinander verglichen werden«, erklärt Jürgen Bertling vom Fraunhofer UMSICHT. Die Projektpartner haben daher ein Leitprinzip zur Priorisierung entwickelt, das sich an der Idee der Abfallhierarchie orientiert.

Hands-on-Plattform für sektorenübergreifende Zusammenarbeit
»Ein ganzheitlicher Wandel, wie wir ihn uns vorstellen, kann nur gelingen, wenn Wissenschaft, Industrie, Politik und Bürger sektorenübergreifend zusammenarbeiten. Dies erfordert mehrere, teilweise recht drastische Veränderungen auf vier Ebenen: Gesetzgebung und Politik, Zusammenarbeit in der Kreislaufwirtschaft, Design und Entwicklung sowie Bildung und Information. Zu den Innovationen in Design und Entwicklung gehört beispielsweise die Umgestaltung von Polymeren in sauerstoffreichere Polymere auf der Grundlage von Biomasse und CO2-Nutzung. Die derzeitigen Recyclingtechnologien müssen für ein quantitativ und qualitativ hochwertiges Recycling verbessert werden", erklärt Jan Harm Urbanus von TNO.

»Daher bauen TNO und das Fraunhofer UMSICHT in einem nächsten Schritt eine Hands-on-Plattform für Kunststoffe in einer Kreislaufwirtschaft (European Circular Plastics Platform – CPP) auf«, erklärt Esther van den Beuken, Principal Consultant bei TNO. Sie wird Unternehmen, Verbänden und Nichtregierungsorganisationen die Möglichkeit geben, sich zu vernetzen und gemeinsam an bestehenden Hindernissen und vielversprechenden Lösungen für eine Kreislaufwirtschaft der Kunststoffe zu arbeiten. Außerdem wird die Plattform ihren Mitgliedern regelmäßige praktische Workshops zu Kunststoffthemen, Diskussionsrunden zu aktuellen Fragen und die Teilnahme an Multi-Client-Studien zu drängenden technischen Herausforderungen anbieten. Regelmäßige Treffen werden in der grenzüberschreitenden Region Deutschland/Niederlande sowie online stattfinden. Ziel ist, den Wandel in die Öffentlichkeit und die Industrie zu tragen.

Damit Plastikabfall reduziert wird und eine Kreislaufwirtschaft funktionieren kann, sind Mehrwegsysteme essenziell. Forschende des Fraunhofer UMSICHT und des Fraunhofer IML, die im Fraunhofer Cluster of Excellence Circular Plastics Economy CCPE zusammenarbeiten, haben für die Stiftung Initiative Mehrweg (SIM) drei kunststoffbasierte Mehrwegsysteme mit ihren Einwegalternativen verglichen. Das Ergebnis: Mehrweg ist Einweg in 14 der 17 untersuchten Kategorien überlegen und bietet großes Potenzial zum Gelingen einer Kreislaufwirtschaft. Was fehlt, sind klare politische Rahmenbedingungen und die Umsetzung der bestehenden Abfallhierarchie, die Mehrweg eigentlich priorisiert.

Nur 13 Prozent der in Deutschland produzierten Kunststoffe werden aus Rezyklaten hergestellt, im Verpackungsbereich sind es sogar nur 11 Prozent. Außerdem wird nur ein sehr geringer Teil für den ursprünglichen Zweck wiederverwendet, in der Regel dominieren Kaskadennutzungen (Downcycling). Darüber hinaus ist Deutschland einer der größten Exporteure von Plastikmüll weltweit. EU und Bundesregierung haben auf die Kunststoffproblematik reagiert: Die Produktion einiger Einwegplastikprodukte ist verboten, für PET-Getränkeflaschen wurde eine Rezyklatquote vorgeschrieben, und seit Anfang 2022 ist die Pfandpflicht für Einweggetränkeflaschen auf sämtliche Getränkearten ausgeweitet worden. »Green Deal und Taxonomie-Verordnung der EU geben die richtige Richtung für ein nachhaltiges Wirtschaften vor. Aus unserer Sicht gibt es aber folgendes Problem: Die im europäischen Abfallrecht seit Jahrzehnten geregelte Abfallhierarchie definiert eine Rangfolge bei Erzeugung und Umgang mit Kunststoffabfällen. Darin ist das Recycling der Mehrfachnutzung nachgelagert. Die Umsetzung dieser Abfallhierarchie findet bislang aber kaum statt.«, erklärt Jürgen Bertling vom Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT und Projektleiter der Studie.

Zirkularität, Performance und Nachhaltigkeit
Insbesondere für Kunststoffverpackungen existieren derzeit vorwiegend Einweglösungen. Einige Mehrwegsysteme finden sich im B2B-Bereich z. B. in der Automobilindustrie und beim Obst- und Gemüsetransport. Im B2C-Bereich sind sie eher die Ausnahme wie z. B. die Transportkisten für Lebensmittel vom regionalen Bauern. Ziel der aktuellen Studie des Fraunhofer CCPE im Auftrag der Stiftung Initiative Mehrweg war es daher, kunststoffbasierte Mehrwegverpackungssysteme zu bewerten, sie mit Einwegalternativen zu vergleichen und Empfehlungen für eine Stärkung der Kreislaufwirtschaft abzuleiten. Dazu analysierten die Forschenden die drei Mehrwegsysteme Obst- und Gemüsesteigen (bereits im Handel etabliert), Pflanzentrays (in Vorbereitung für einen großflächigen Einsatz) und Coffee-to-go-Becher (Einführungsphase). Sie wurden mit den jeweils entsprechenden Einweglösungen in den drei Bereichen Zirkularität, Performance und Nachhaltigkeit in insgesamt 17 Unterkategorien verglichen. Das Ergebnis: Mehrweg bietet für alle drei untersuchten Demonstratoren klare Vorteile – von der Materialeffizienz über geringere Kunststoffemissionen bis hin zu einem besseren Produktschutz durch robustere Ausführungen.

Mehrweg bedeutet für Unternehmen zwar zunächst einen höheren Kapitaleinsatz durch den Aufbau von Logistik und Rückfuhrsystemen, Lagerflächen und Reinigungstechnik. Langfristig erweisen sich Mehrwegsysteme jedoch als preiswerter und ressourcenschonender, sie stärken das regionale Wirtschaften und tragen zu einer erhöhten technologischen Souveränität bei. »Entscheidend für die Vorteilhaftigkeit eines Mehrwegsystems sind dabei vor allem die Umlaufzahl und die Distributionsstruktur: Je höher die Umlaufzahl und je niedriger die Transportdistanzen, desto besser schneidet Mehrweg gegenüber Einweg ab. Hier sind also dezentrale Poollösungen elementar«, erläutert Kerstin Dobers vom Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML, Mitautorin der Studie. Im Vergleich mit anderen Verpackungsmaterialien wie Papier oder Holz weist Kunststoff eine Vielzahl vorteilhafter Eigenschaften auf – leicht, haltbar, chemisch inert – und bleibt damit für zahlreiche Anwendungen, gerade bei Mehrwegsystemen, das Material der Wahl.

Abfallhierarchie konsequent umsetzen und Mehrweg optimieren
Dieser Bericht wendet sich gleichermaßen an Politik, Verbände, Hersteller von Kunststoffverpackungen und Anbieter von Mehrweg-Poollösungen. Das Autorenteam empfiehlt schlussfolgernd zwei zentrale Maßnahmen: Zum einen sollten Wege zur konsequenten Umsetzung der Abfallhierarchie aufgezeigt und gefördert werden. Einwegsysteme sollen erst dann zum Tragen kommen, wenn die Möglichkeiten der Mehrfachnutzung ausgeschöpft sind. »Dieses Ergebnis der Studie steht im Gegensatz zur heutigen Realität am Verpackungsmarkt. Es muss neue politische Rahmenbedingungen geben, die das Umgehen dieser Reihenfolge sanktionieren. Gleichzeitig sollten Anreizsysteme für Unternehmen geschaffen werden, um vermehrt Mehrweglösungen für Kunststoffe zu etablieren«, sagt Jürgen Bertling. Er fordert zudem eine Überprüfung der Abfallhierarchie durch ein Expertengremium und nachfolgend ihre strikte Umsetzung in der Praxis. Sinnvoll sei außerdem, weniger auf die Recyclingquoten zu schauen, sondern anspruchsvolle Rezyklatanteile in der Produktion vorzugeben.

Laut Kerstin Dobers ist die zweite zentrale Maßnahme, die vorhandenen Optimierungspotenziale für Mehrweglösungen auszuschöpfen, damit ihre Vorteile weiter ausgebaut und mögliche Defizite beseitigt werden: »Sicherlich sind auch bei den Mehrweglösungen noch zahlreiche Innovationen möglich, gerade im Online-Handel oder in der Take-away-Branche. Gute Lösungen zeichnen sich dadurch aus, dass die Verpackungen modular sind und ihr Volumen reduzierbar ist (nestbar oder klappbar). Hier sind Rahmenbedingungen für nationale und internationale Standardisierungen gefragt, um die ökologischen Potenziale der Mehrwegsysteme auszuschöpfen.« Darüber hinaus müssten Umweltkennzeichen (Label) zur Kennzeichnung von Mehrweg und Einweg eindeutig sein. Hier seien vor allem Verbände gefragt.

• Leitlinien der EU-Kommission zur Umsetzung der Einwegkunststoffrichtlinie veröffentlicht
• Ab 03. Juli 2021 einheitliche Kennzeichnungspflicht für Feuchttücher und Damenhygiene-Produkte, die Kunststoff enthalten
• Holzbasierte, biologisch abbaubare Lenzing Fasern der Marke VEOCEL™ als nachhaltige Alternative zu Kunststoff

Die Lenzing Gruppe begrüßt den Erlass der Leitlinien zur Umsetzung der am 05. Juni 2019 in Kraft getretenen Einwegkunststoffrichtlinie (EU) 2019/904¹. Die EU-Kommission präzisiert darin, welche Produkte in den Anwendungsbereich der Richtlinie fallen, und sorgt damit für Klarheit im gemeinsamen Kampf der EU-Mitgliedsstaaten gegen die Umweltverschmutzung durch Plastikabfälle. Eine nachhaltige und innovative Lösung für dieses vom Menschen gemachte Problem bieten die holzbasierten und biologisch abbaubaren Cellulosefasern der Lenzing wie jene der Marke VEOCEL™.

Einheitliche Kennzeichnungsvorschriften für bestimmte Einwegkunststoffprodukte
Die Einwegkunststoffrichtlinie sieht ab 03. Juli 2021 auch einheitliche Kennzeichnungsvorschriften für bestimmte Produkte auf der Verpackung oder auf dem Produkt selbst vor. Darunter fallen etwa Damenhygiene-Produkte und Feuchttücher für Körper- und Haushaltspflege, die Kunststoffe enthalten.

Konsument/innen wollen nachhaltige Hygieneprodukt
Lenzing gibt Konsument/innen bereits heute, noch vor der Umsetzung der Einwegkunststoffrichtlinie, eine deutliche Orientierungshilfe bei ihren Kaufentscheidungen: Produkte, die das Logo der Marke VEOCEL™ auf der Verpackung tragen, folgen strengen Zertifizierungskriterien. Konsument/innen haben damit die Gewissheit, dass diese biologisch abbaubares, cellulosisches Material enthalten.

Eine im Oktober 2019 durchgeführte Marketagent Umfrage² aus dem deutschsprachigen Raum belegt, dass 9 von 10 Konsument/innen ihr Kaufverhalten bei Feuchttüchern sofort ändern würden, sollte sich herausstellen, dass ihr aktuelles Produkt Kunststoff enthält. Dieses Ergebnis lässt darauf schließen, dass sich mit Inkrafttreten der Kennzeichnungspflicht für Einwegkunststoffartikel eine neue Marktdynamik entwickelt. Weltweit werden laut einer Smithers Studie³ jährlich rund 500.000 Tonnen erdölbasierte Fasern für die Produktion von Feuchttüchern eingesetzt.

¹ Richtlinie (EU) 2019/904 des Europäischen Parlaments und des Rates vom 5. Juni 2019 über die Verringerung der Auswirkungen bestimmter Kunststoffprodukte auf die Umwelt
² Repräsentative Marketagent Online-Umfrage, n = 1.005 (14 - 69 Jahre aus Österreich und Deutschland). https://itsinourhands.com/
³ Smithers Report “The Future of Global Nonwoven Wipes to 2023”, publiziert im Jahr 2018, Seite 23, Referenzjahr 2018