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Die Umweltauswirkungen von Plastikmüll sind seit langem ein globales Problem. Der extrem beständige Kunststoff beeinträchtigt die Lebensmittel- und Wassersicherheit und stellt eine massive wirtschaftliche Belastung dar. Außerdem trägt die Produktion des erdölbasierten Materials erheblich zum Klimawandel bei. Vor allem geschäumte Kunststoffe wie Styropor sind besonders umweltschädlich.
Allein im Jahr 2019 gelangten rund 20 Millionen Tonnen Makroplastik (Stücke größer als 0,5 mm) in die Umwelt. Dort können solche Materialien Jahrhunderte lang bestehen bleiben. Und in dieser Zahl ist das unbekannte Ausmaß der Verschmutzung durch Mikroplastik noch nicht enthalten.
Eine aktuelle Studie hat eine innovative Lösung für Styroporprodukte und Einwegkunststoffe vorgestellt: geschäumte, biologisch abbaubare Biokunststoffe. Die Cellulosediacetat-Schäume (CDA) sind so stark und haltbar wie herkömmlicher Kunststoff, werden jedoch in Salzwasser deutlich schneller abgebaut.
Plastik ist eines der hartnäckigsten Probleme der Welt
Kunststoffschäume wie Polystyrol werden häufig in Lebensmittelverpackungen und zur Isolierung verwendet. Diese Materialien sind einerseits leicht, kostengünstig und thermisch effizient. Andererseits sind sie schwer zu recyceln und entziehen sich oft den Abfallwirtschaftssystemen. Im Jahr 2022 gehörten Einwegbehälter aus Kunststoffschaum zu den am häufigsten gefundenen Gegenständen bei weltweiten Strandsäuberungsaktionen. Die Eigenschaften, die sie so nützlich machen, bedeuten auch, dass sie nach ihrer oft einmaligen Verwendung jahrzehntelang oder sogar jahrhundertelang in der Umwelt verbleiben.
Forschende arbeiten seit Jahren an der Neugestaltung von Kunststoffprodukten, um deren Umweltbilanz zu verbessern. Bryan D. James und seine Kolleg:innen haben beispielsweise untersucht, ob das Hinzufügen kleiner Poren zu CDA-Material die Materialeffizienz erhalten und gleichzeitig den Abbau beschleunigen kann. Das Ergebnis hat selbst sie überrascht. Durch das Verfahren zersetzte sich der Kunststoff 15-mal schneller als festes CDA, sogar schneller als Papier. Während Polystyrol nach 36 Wochen in einer Meeresumgebung überhaupt keine messbare Zersetzung aufwies, verloren CDA-Schäume im gleichen Zeitraum 65–70 Prozent ihrer Masse. Oder anders ausgedrückt: Während es 15 bis 20 Jahre dauern kann, bis eine 1 mm dicke feste CDA-Folie im Meer abgebaut ist, kann ein Schaumstoff mit geringer Dichte und gleicher Dicke in weniger als einem Jahr biologisch abgebaut werden.
Sind geschäumte Biokunststoffe eine Patentlösung?
Der Übergang zu geschäumten Biokunststoffen ist jedoch nicht ohne Herausforderungen. Es ist nach wie vor schwierig sicherzustellen, dass Biokunststoffe in Umgebungen entsorgt werden, in denen sie abgebaut werden können, wie in industriellen Kompostieranlagen. In den meisten Regionen ist die Infrastruktur für die Entsorgung biologisch abbaubarer Abfälle begrenzt. Ebenso könnte die Kontamination durch gemischte Materialien die Entsorgung derzeit weiter erschweren.
Seit 2024 kommen geschäumte Biokunststoffe in Form von CDA-Produkten auf den Markt. Das erste Produkt, das in die Regale kommt, ist eine leichte, geschäumte CDA-Schale, die den derzeit in der industriellen Lebensmittelverpackung verwendeten Kunststoffschalen nachempfunden ist.
Die Studie warnt jedoch davor, solche biologisch abbaubaren Biokunststoffprodukte als Allheilmittel zu betrachten. Schaum-CDA stellt zwar eine erhebliche Verbesserung dar, beseitigt jedoch nicht die Herausforderungen im Zusammenhang mit der Entsorgung von Verpackungen. Die ökologischen und wirtschaftlichen Vorteile einer Umstellung auf biologisch abbaubare Schaumstoffe sind jedoch zweifellos überzeugend. Die Forschenden schätzen, dass durch die Verwendung von CDA-Schaumstoffen in Lebensmittelverpackungen jährlich Milliarden von Euro eingespart werden könnten, indem die Kosten für Schäden am Ökosystem, Einnahmeverluste im Tourismus und Ausgaben für Aufräumarbeiten gesenkt werden.
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Es ist klar, dass es keinen magischen Knopf gibt, den wir nur zu drücken brauchen, um aus dem Schlamassel der Plastikverschmutzung herauszukommen. Neue, nachhaltigere Materialien sind zwar ein Schritt in die richtige Richtung, aber was unser Planet braucht, ist ein ganzheitlicher Ansatz. Dazu gehören neben technologischen Fortschritten auch eine verbesserte Infrastruktur für die Abfallwirtschaft sowie klare Richtlinien für Unternehmen zur Begrenzung der Plastikflut.
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