Was sind Bio-Kunststoffe?

Der Begriff „Biokunststoff“ wird uneinheitlich verwendet. Zumeist werden als Biokunststoffe diejenigen Kunststoffe bezeichnet, die entweder aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt werden (biobasierte Kunststoffe) oder die biologisch abbaubar sind (bioabbaubare Kunststoffe). Einige Biokunststoffe erfüllen beide Kriterien.
Sowohl die Biobasiertheit als auch die Bioabbaubarkeit sind Werkstoffeigenschaften und damit unabhängig von der Form des daraus hergestellten Produktes. Demgegenüber ist die Kompostierbarkeit bzw. die zertifizierbare Bioabbaubarkeit innerhalb eines bestimmten Zeitablaufes und unter definierten Rahmenbedingungen eine Produkteigenschaft (d.h. abhängig von z.B. der Materialdicke).

Nachwachsende Rohstoffe sind typischer Weise landwirtschaftlich hergestellte Produkte, wie z.B. Mais, Zuckerrohr, Zuckerrübe oder Weizen. Aus diesen landwirtschaftlichen Produkten können durch Fermentation Monomere gewonnen werden, auf deren Basis Polymere mittels chemischer Synthese hergestellt werden. Andererseits gibt es auch polymere Moleküle, die in Pflanzen produziert werden (z.B. Stärke, Cellulose, Lignin) und die zur Herstellung von Biokunststoffen verwendet werden können. Biobasierte Kunststoffe bestehen zumeist nur zum Teil (typischer Weise zwischen 30% und 95%) aus nachwachsenden Rohstoffen.
Biobasierte Kunststoffe stehen im Kontext zu CO2-Emissionen. Die Verwendung von nachwachsenden Rohstoffen zur Herstellung von Biokunststoffen ermöglicht bei Berücksichtigung des CO2 Verbrauchs für das Pflanzen-Wachstum häufig eine bessere CO2-Bilanz als die Nutzung von petrochemischen Rohstoffen. Allerdings umfasst eine vollständige Beurteilung der Nachhaltigkeit in Form einer Life-Cycle-Assessment-Analyse eine Vielzahl weiterer Aspekte.

Bioabbaubarkeit ist die Fähigkeit eines Kunststoffes, durch Verstoffwechselung von Bakterien vollständig zu Wasser, Kohlendioxid und Biomasse zersetzt zu werden. Typischer Weise ist die Bioabbaubarkeit in zwei Phasen unterteilt. Eine Zerkleinerung der Polymerkette durch Hydrolyse und eine nachfolgende Verstoffwechselung der Polymerfragmente durch Bakterien. Zertifizierungen der Bioabbaubarkeit geben bestimmte Zeitrahmen vor (z.B. 180 Tage) in denen der Abbau abgeschlossen sein muss. Die Bioabbaubarkeit wird hinsichtlich der Umgebung in der sie erfolgt, unterschieden in:

  • Industrielle Kompostierung (Temperaturen 60 °C)
  • Home-compostable (Temperatur 30 °C)
  • Soil-compostable / Bioabbaubarkeit im Boden
  • Bioabbaubarkeit in Süßwasser
  • Bioabbaubarkeit in Meerwasser

Während sich Biobasiertheit also auf die zur Polymerherstellung verwendeten Rohstoffe bezieht, bezeichnet die Bioabbaubarkeit eine alternative „End-of-Life“-Option.