Biokunststoffe nachhaltig einführen - erfassen -...
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Biokunststoffe nachhaltig einführen -erfassen - verwerten
BIOKUNSTSTOFFE Nachhaltig einführen – erfassen – verwerten
Aspekte zur nachhaltigen Einführung und Verwertung bioabbaubarer Kunststoffe über Systeme der getrennten
Erfassung und Kompostierung – Endbericht –
Auftraggeber:
Amt der Niederösterreichischen Landesregierung
Gruppe Raumordnung, Umwelt und Verkehr
Abteilung Umweltwirtschaft und Raumordnungsförderung (RU3)
Autor/in:
Florian Amlinger Kompost – Entwicklung & Beratung Technisches Büro für Landwirtschaft
Hochbergstr. 3 2380 Perchtoldsdorf [email protected]
Ines Fritz Universität für Bodenkultur Wien
Department IFA-Tulln, Umweltbiotechnologie Konrad Lorenz Str. 20
3430 Tulln [email protected]
Impressum: Herausgeber, Verleger und Medieninhaber: Amt der Niederösterreichischen Landesregierung, Gruppe Raumordnung, Umwelt und Verkehr, Abteilung Umweltwirtschaft und Raumordnungsförderung 3100 St. Pölten, Landhausplatz 1, Haus 16, Tel.: 02742/9005-14201, Fax: 14350 http://www.noe.gv.at/abfall, e-mail: [email protected] Projektleitung und Koordination: DI Christiane Ademilua-Rintelen Redaktion: DI Florian Amlinger, Kompost – Entwicklung & Beratung, Technisches Büro für Landwirtschaft, Hochbergstr. 3, 2380 Perchtoldsdorf, [email protected] Ass.Prof. DI Dr. Ines Fritz, Universität für Bodenkultur Wien, Department IFA-Tulln, Umweltbiotechnologie, Konrad Lorenz Str. 20, 3430 Tulln, [email protected] Layout und Bearbeitung: DI Florian Amlinger, Peter Sperber, Norbert Schiffmann Druck: Druckerei Ing. Christian Janetschek, Brunfeldstr. 2, 3860 Heidenreichstein Hinweis: Gedruckt nach den Richtlinien des Österreichischen Umweltzeichens „Schadstoffarme Druckerzeugnisse“, Cyclus Print. Erscheinungsort: St. Pölten, November 2008
Biokunststoffe - zum Schutz des Klimas Die Produktion von Kunststoffen erfuhr ihren großen Aufschwung, als diese preiswert aus Erdöl gefertigt werden konnten. Denn, was kaum jemandem bewusst ist, die ersten Kunststoffe wurden aus Pflanzen hergestellt. Mittlerweile ist klar, welch schädliche Einflüsse auf Lebewesen und Klima die Erdölnutzung hat, die noch dazu mit einer teuren Bezugsabhängigkeit gekoppelt ist.
Darum packt´s das Land Niederösterreich an:
In der Initiative „N packt´s“ wird einerseits die Forschung auf dem Gebiet der Biokunststoffe forciert, und zwar von der Rohstoffherstellung bis zu fertigen Waren, andererseits deren Einsatz. So eignen sich beispielsweise Maisstärkesäcke bestens zum Frischhalten von Brot, Obst und Gemüse. So können Feldpflanzen durch Biokunststofffolien geschützt heranwachsen - bis diese zersetzt sind, sind die Pflanzen groß genug. Kunststoffe aus nachwachsenden Rohstoffen sind immer weitestgehend CO2-neutral, egal ob sie verrotten oder verbrennen.
Die vorliegende Studie enthält Grundlegendes über Biokunststoffe - z.B. Begriffe, rechtliche Bestimmungen, Kennzeichnung, Modellprojekte, Kompostierungs-versuche - und das Ergebnis einer Expertenbefragung zum Thema. Sie soll dazu beitragen, die Einführung von Biokunststoffen zu erleichtern, wo sie einen ökologischen Vorteil bringen.
So können Biokunststoffe zu einem Stück mehr Unabhängigkeit vom Erdöl und zur Klimaschonung beitragen.
Ihr
Umweltlandesrat Josef Plank
Für die wertvolle Unterstützung bei der Literaturerhebung und die informativen Gespräche und Anregungen sei sehr herzlich gedankt:
Christian Garaffa MaterBi, Novamont, IT
Wolfgang Holzer BMLFUW, Abteilung VI/4: Abfallerfassung und Abfallbeurteilung, AT
Bertram Kehres BGK e.V., Bundesgütegemeinschaft Kompost, DE
Ewald Lehner Gerhard Margreiter
Pro-Tech, Biologische und technische Produkte Handels Ges.m.b.H
Franz Mochty BMLFUW, Abteilung VI/4: Abfallerfassung und Abfallbeurteilung, AT
Horst Müller KGVÖ, Kompostgüteverband Österreich
Veronika Reinberg, Susanne Geissler
FH Wr. Neustadt/Wieselburg, NÖ, AT
Jöran Reske Intersero und European Bioplastics, DE
Wojciech Rogalski Stadt Wien, MA 48, Leiter der Gruppe Strategie, AT
Felicitas Schneider Institut für Abfallwirtschaft ABF, Universität für Bodenkultur, AT
Mieke De Schoenmakere OVAM, Public Waste Agency of Flanders, BE
Horst Steinmüller Energie Institut Linz, OÖ, AT
Andreas Windsperger Institut für Industrielle Ökologie, St. Pölten, NÖ
Inhaltsverzeichnis
1
Inhaltsverzeichnis
ZUSAMMENFASSUNG UND SCHLUSSFOLGERUNGEN....................................4
1 FRAGESTELLUNG UND AUSGANGSLAGE ...........................................19
1.1 Einige Grundlagen ...............................................................................................19 1.2 Die Fragen, um die es geht .................................................................................21
2 BEGRIFFE – DIE NOTWENDIGKEIT EINHEITLICHER BESTIMMUNG UND INTERPRETATION..................................................26
3 MATERIALIEN...........................................................................................33
3.1 Allgemeines zur Abbaubarkeit ...........................................................................33 3.2 Produktlisten, Polymere, Biopolymere ..............................................................33 3.3 Handelsübliche Produkte, Applikationen ..........................................................35
4 TESTVERFAHREN UND METHODEN ZUR BESTIMMUNG DER BIOLOGISCHEN ABBAUBARKEIT ..........................................................37
4.1 Einzelmethoden und ihre Einflussparameter....................................................39 4.2 Testkriterien .........................................................................................................40
5 KENNZEICHNUNG UND DAMIT VERBUNDENE FRAGEN.....................42
5.1 Fachliche Grundlagen .........................................................................................42 5.2 Bekanntheit in der Öffentlichkeit........................................................................43
6 ÖKOLOGIE UND SOZIO-ÖKONOMIE: DER ÖKOLOGISCHE NUTZEN – ÖKOBILANZ, LEBENSZYKLUSANALYSE (LCA), PRODUKT-UMWELTDEKLARATION (EPD) VON BIOKUNSTSTOFFEN ................................................................................48
6.1 Allgemeine Überlegungen und Voraussetzungen ............................................48 6.1.1 Nicht ökologieorientierte Rohstoffproduktion .........................................................49 6.1.2 Prozessenergie ......................................................................................................50 6.2 Untersuchungen zur Ökobilanz von Biokunststoffen ......................................51 6.2.1 MaterBi...................................................................................................................51 6.2.2 Ökobilanz und Umweltindikatoren im Vergleich von PLA und 3
konventionellen Trinkbechern ...............................................................................52 6.2.3 Einsparungspotentiale an Treibhausgasemissionen für verschiedene
Einsatzbereiche nachwachsender Rohstoffe.........................................................53 6.2.4 Einführung biologisch abbaubarer Kunststoffe aus ökologischer Sicht .................54
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6.2.5 Bewertung von konkreten Umsetzungsprojekten zum Einsatz von Werkstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen......................................................55
6.3 Substitutionspotenzial und Flächenbedarf .......................................................56
7 ENTSORGUNG UND VERWERTUNG ......................................................59
8 RECHTLICHE RAHMENBEDINGUNGEN HINSICHTLICH VERWERTUNG UND ENTSORGUNG VON BIOLOGISCH ABBAUBAREN WERKSTOFFEN UND PACKSTOFFEN.........................62
8.1 Österreich .............................................................................................................62 8.1.1 Kompostverordnung (BGBl. II Nr. 292/2001) und Abfallverzeichnis ......................62 8.1.2 ÖNORM S 2201: Biogene Abfälle ! Qualitätsanforderungen ..............................64 8.1.3 AWG und Verpackungsverordnung – Das ARA / ARGEV Lizenzsystem für
Packstoffe ..............................................................................................................65 8.2 Beispiel Deutschland...........................................................................................68 8.3 Weitere Überlegungen zu den rechtlichen Rahmenbedingungen...................69
9 MODELLPROJEKTE ZUR MARKTEINFÜHRUNG UND VERWERTUNG VON BIOKUNSTSTOFFEN.............................................74
9.1 Modellprojekt Kassel [2001 – 2002]....................................................................74 9.1.1 Rahmenbedingungen und Versuchsdesign ...........................................................74 9.1.2 Ergebnisse .............................................................................................................75 9.2 Loop Linz [2005]...................................................................................................77 9.2.1 Rahmenbedingungen und Versuchsdesign ...........................................................77 9.2.2 Ergebnisse .............................................................................................................78 9.3 Modellprojekt Nordhausen – Ökonomische Grundsatzuntersuchung
zum Einsatz biologisch abbaubarer Werkstoffe im Catering-Bereich als Voraussetzung für strategische Planungen......................................................80
9.3.1 Rahmenbedingungen und Versuchsdesign ...........................................................80 9.3.2 Ergebnisse .............................................................................................................81 9.4 Beschaffung von Bechern aus Biokunststoffen für den Tiergarten
Schönbrunn..........................................................................................................83 9.4.1 Rahmenbedingungen und Versuchsdesign ...........................................................83 9.4.2 Ergebnisse .............................................................................................................84
10 VERSUCHE ZUM KOMPOSTIERUNGSVERHALTEN VON BAW UND BIOABFALLSAMMELSÄCKEN AUF STÄRKEBASIS KOMPOSTIERUNGSVERSUCHEN...........................................................88
10.1 Modellversuch Kassel: Hausgartenkompostierung .........................................88
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10.2 Kompostversuch Tulln: Abbau von Bioabfallsäcken aus BAW bei unterschiedlicher Kompostiertechnik ...............................................................89
10.2.1 Rahmenbedingungen und Versuchsdesign ...........................................................89 10.2.2 Ergebnisse .............................................................................................................90 10.3 Loop-Linz – Aufbereitungs- und Kompostierungsversuche im
technischen Maßstab ..........................................................................................91 10.3.1 Versuchsanstellung, Fragestellung........................................................................91 10.3.2 Ergebnisse .............................................................................................................91 10.4 Die wesentliche Schlussfolgerung aus den Praxisversuchen ........................92
11 EXPERTENBEFRAGUNG .........................................................................93
12 LITERATUR .............................................................................................123
12.1 Fachliteratur .......................................................................................................123 12.2 Gesetzliche Regelwerke ....................................................................................124 12.3 Normenwerke .....................................................................................................124 12.4 Internetreferenzen..............................................................................................125
ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS...........................................................................126
TABELLENVERZEICHNIS .................................................................................127
ABBILDUNGSVERZEICHNIS ............................................................................128
Zusammenfassung und Schlussfolgerungen
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Zusammenfassung und Schlussfolgerungen Diese Studie diskutiert die wesentlichen Fragen über die Einführung und Verwertung von biologisch abbaubaren bzw. kompostierbaren Biokunststoffen. Sie enthält Ergebnisse aus Feldstudien, Pilotprojekten und einschlägigen Forschungsarbeiten. Darüber hinaus wurden 12 Experten aus Forschung, Verwaltung, Herstellung und Vertrieb über Einführung, Zertifizierung und Kennzeichnung, Verwertung bzw. Entsorgung sowie die bestehenden und ihrer Ansicht nach erforderlichen rechtlichen Rahmenbedingungen befragt.
Die Ergebnisse dieser Befragung fließen in die Erörterung der einzelnen Teilaspekte ein.
Die wichtigsten Fragen
Die Abgrenzung der Bio- von herkömmlichen Kunststoffen erfolgt über zwei Merkmale:
!"die Verwendung von (überwiegend) nachwachsenden Rohstoffen bei ihrer Herstellung
!"die Eigenschaft der biologischen Abbaubarkeit respektive der Kompostierbarkeit unter Praxisbedingungen
Biokunststoffe werden seit einigen Jahren unter dem Begriff biologisch abbaubare Werkstoffe entwickelt. Diese Bezeichnung beschreibt aber nur einen der beiden Nachhaltigkeitsaspekte, nämlich das Abbauverhalten.
Die wichtigsten Anwendungsgebiete in Europa sind:
!"Kompostierbare Bioabfallsäcke !"(Folien-) Verpackungen, insbesondere für kurzlebige Produkte wie Lebensmittel !"Loose Fill (Stärkeschaum als Transportverpackung) !"Serviceverpackungen: Tragetaschen, Cateringprodukte wie Trinkbecher, Teller,
Besteck !"Biologisch abbaubare Mulchfolien !"Kompostierbare Gartenbauartikel.
Es wird geschätzt, dass mittelfristig etwa 10 % der gesamten Kunststoffproduktion bzw. 70 % der Kunststoffverpackungen durch Bioplastikprodukte substituiert werden können.
Eine zentrale Frage lautet: Wie kann die Umstellung auf kurzfristig nachwachsende (CO2-bindende) Kohlenstoffressourcen gestaltet werden, sodass im Sinne einer ökologisch nachhaltigen Entsorgung keine Nachteile vor allem für die getrennte Sammlung und Kompostierung biogener Abfälle entsteht?
Bisher wurde durch die Hersteller und in Kampagnen zur Einführung von Biokunststoffen das Label „kompostierbar“ als Haupt-Werbebotschaft für Biokunststoffe eingesetzt. Jedoch scheint folgende Frage berechtigt: Welches ist denn der tatsächliche Vorteil, der Mehrwert für das Sammelsystem und die Kompostproduktion? In Europa, ja sogar auf Landesebene gibt es keine einheitlichen und flächendeckenden Sammel- und Verwertungssysteme. Die Gefahr der erhöhten Verunreinigung der Bioabfallsammlung mit konventionellen Kunststoffen bei nachlassender Informationsarbeit nach Auslaufen von Pilotprojekten steigt. Und schließlich: Hinter den als ‚kompostierbar’ zertifizierten Materialien und Produkten verstecken sich fossile Kunststoffanteile zwischen 0 und 100%.
Zusammenfassung und Schlussfolgerungen
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Das Land Niederösterreich hat in seiner Kampagne N packt’s einen anderen Weg eingeschlagen: Als Hauptbotschaft wird der nachwachsende Rohstoff (z.B. Stärke) beworben, der sowohl hinsichtlich seiner Herkunft (bio-based) als auch der Entsorgung als CO2-neutral eingestuft werden kann (ohne Berücksichtigung der CO2-Bilanz aus Rohstoffgewinnung und -verarbeitung, Transport etc.).
Welche Strategie, welche rechtlichen und (abfall-)wirtschaftlichen Rahmenbedingungen sollen auch in Anbetracht der technischen Möglichkeiten geschaffen werden? Wie organisieren wir die Umstellung auf bioabbaubare Werkstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen, deren Notwendigkeit auf lange Sicht ja allgemein anerkannt ist?
Die Komplexität dieses Aufgabenfeldes ist evident. Es geht um Fragen der Landschaftsnutzung, der Preisgestaltung am regionalen und weltweiten Lebensmittel- und Rohstoffmarkt, um Wettbewerbsfragen und deren gezielte Steuerung durch politisch-rechtliche Mechanismen und nicht zuletzt um ökologische Parameter, die als Bewertungsmaßstab dienen. Besonders ökologische Kriterien in Form von Ökobilanzen oder Lebenszyklusanalysen müssen einer sorgfältig Bewertung unterzogen werden, in wie weit die wesentlichen Faktoren wie Rohstoffproduktion (Landwirtschaft), Transport, Prozessenergieverbrauch, Entsorgung etc. in nachvollziehbarer Weise berücksichtigt wurden.
Wichtig ist die Akzeptanz durch alle beteiligten Kreise. Das beinhaltet
!"die wirtschaftliche Nachhaltigkeit für alle Beteiligten an der Wertschöpfungskette: Landwirt # Hersteller der Biopolymere # Produktentwicklung und –herstellung # Vertrieb und Einzelhandel # Konsument # Entsorgungsunternehmen
!"die Bereitschaft, Mehrkosten in Kauf zu nehmen etc., !"das Verstehen und Einsehen des Umweltwertes des Produkts und !"dessen subjektiv empfundene Nutzungstauglichkeit (convenience).
Auch ein sozialethischer Aspekt darf nicht aus den Augen gelassen werden, wenn beispielsweise Millionen Tonnen an Gemüse-Abreißsäcken unter in Mitteleuropa inakzeptablen sozialen Standards in Entwicklungs- oder Schwellenländern so „billig“ produziert werden, dass sie hier an den Konsumenten quasi verschenkt werden können.
In den bewusst gestalteten Entwicklungsweg müssen also die Repräsentanten der betroffenen Gruppen einbezogen werden, damit wichtige Kriterien der Nachhaltigkeit bei der Schaffung der notwendigen Rahmenbedingungen nicht verloren gehen. Dies betrifft Fragen der Regionalität, der Forschungsförderung zur Technologieentwicklung vor allem auch der Effizienzsteigerung der Ressourcennutzung (Mehrfachnutzung), der Kennzeichnung und Öffentlichkeitsarbeit bis hin zu Aufklärungskampagnen über verantwortungsbewusstes Konsumverhalten.
Eine solch komplexe Aufgabenstellung erfordert eine gesellschaftliche integrative Vorgangsweise: Vorgeschlagen wird, das Biokunststoff-Forum Österreich einzurichten, das in regelmäßigen Runden Tischen und unter Einbeziehung aller angeführten betroffenen Kreise die zentralen Fragen und Konzepte für eine umfassende Strategie der Umstellung auf Biokunststoffe erörtert und entwickelt. Hieraus können in partizipativer Weise die jeweils erforderlichen Rahmenbedingungen entwickelt und harmonisiert werden.
Zusammenfassung und Schlussfolgerungen
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Testverfahren – Zertifizierung – Kennzeichnung Sämtliche internationalen oder nationalen Testschemata überprüfen das Abbauverhalten unter aeroben Bedingungen (Kompostierung). Es gibt keine oder nur vage Richtlinien für die Überprüfung des Abbaus in anaeroben Verfahren (Vergärung).
Ziel der standardisierten Tests ist es, Materialien, deren Abbau zu langsam verläuft und jene Produkte, deren Materialauflösung innerhalb einer gegebenen Rottezeit nicht abgeschlossen ist, von der Kennzeichnung „kompostierbar“ auszuschließen. Hierdurch wäre für solche Materialien auch eine gemeinsame Sammlung mit Bioabfall ausgeschlossen bzw. nicht zulässig.
Zur Bestimmung des Abbauverhaltens wird der Abbaugrad über die freigesetzten Mengen an Kohlendioxid bzw. Methan definiert. Nach der Europäischen Norm (EN 13432) müssen 90% des Kohlenstoffs innerhalb von sechs Monaten in CO2 umgesetzt werden. Weitere Erfolgskriterien sind: Die vollständige Auflösung oder das Verschwinden der Biopolymere sowie das Ausbleiben von Beeinträchtigungen der Kompostqualität unter simulierten Kompostbedingungen. Die Untersuchung ist auf die so genannte organische Verwertung der Verpackungsabfälle ausgerichtet, nicht jedoch auf einen qualitativen Wert für die Herstellung von Kompost.
In dieselbe Richtung zielt die wiederholt von Kompostanlagenbetreibern geäußerte Kritik, dass die Erhaltung der organischen Substanz nach Umwandlung und Einbau der Biopolymere in den Kohlenstoffspeicher Huminstoff nicht getrennt bewertet wird. Es stellt sich die Frage, ob die Kompostierung der Biokunststoffe überhaupt eine Verwertung und nicht eher eine Entsorgung über einen (kostengünstigen) biologischen Verbrennungsprozess darstellt.
Der Unterschied zur thermischen Verwertung bestünde dann in der Tatsache, dass in der physikalischen Verbrennung in Müllverbrennungsanlagen oder in der industriellen Co-Verbrennung zusätzlich Energie oder Abwärme aus der nachwachsenden Kohlenstoffquelle genutzt werden kann und das einen zusätzlichen Beitrag zum Klimaschutz darstellen würde.
Bei den Testverfahren sollten nur solche Methoden eingesetzt werden, die bestmöglich jene Umweltbedingungen simulieren, die bei der Verwertung oder im Zuge der Verwendung abbaubarer Produkte zu erwarten sind. So ist für Verpackungsmaterial, das über die Biotonne gesammelt werden soll, ein Kompostierungstest vorzuziehen, während für Pflanzenfolien eher ein Bodenabbautest relevant erscheint.
Auf Basis des Testes auf Kompostierbarkeit werden sowohl Materialien als auch fertige Produkte zertifiziert und gekennzeichnet. Die wichtigsten Label in Europa sind der Keimling von DIN-CERTCO (Deutschland) und das belgische OK-Compost Label von VINCOTE. Letzteres bietet auch eine Sonderprüfung für die Kompostierbarkeit in der Hausgartenkompostierung an.
DIN-Certco, Deutschland Vinçotte OK compost und OK bio-degradable Labels, Belgien
Zusammenfassung und Schlussfolgerungen
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Finnland Norwegen
ASTM ; USA Finnischer und Norwegischer „Apfel“
Japan
Abgesehen von Bevölkerungsteilen, die in Pilotprojekten zur Einführung von Biokunststoffen eingebunden waren, sind Bekanntheits- bzw. Wiedererkennungsgrad heute noch als gering einzustufen.
Insbesondere im Modellprojekt Kassel wurde eindringlich demonstriert, dass eine Informationskampagne vorab und parallel zur breiten Einführung biologisch abbaubarer Verpackungen notwendig ist, um letztendlich das intendierte Entsorgungsverhalten zu erreichen. Temporär, also während dieser intensiven Informationskampagnen liegen meist positive Ergebnisse hinsichtlich Trennverhalten und Wiederkennung/Interpretation der Produktinformation vor. Es fehlen jedoch Langzeit-Praxisbeobachtungen unter Alltagsbedingungen.
Die Kennzeichnung „kompostierbar“ auf Basis der EN 13432 enthält nach Meinung der Hälfte unserer Interviewpartner alle wesentlichen Produktspezifikationen. Was fehlt sind jedoch die zusätzlichen Anforderungen nach Kompostverordnung (nationalem Recht) und die klare Anweisung zum jeweils bevorzugten Entsorgungsweg.
Das wesentliche Problem im Bereich in der Kennzeichnung und Kommunikation der Biokunststoff-Produkte ist die undifferenzierte Vermengung von zwei voneinander im Grunde unabhängigen Kriterien:
!"der biologischen Abbaubarkeit unter standardisierten Umweltbedingungen !"der Herkunft der Rohstoffe aus kurzen Kohlenstoffkreisläufen (nachwachsende
Pflanzenbiomasse) Die Mehrheit (7 von 11 Experten) lehnt eine Bindung der Kompostierbarkeit nach EN 13432 an einen Mindestanteil (90 – 100%) an nachwachsenden Rohstoffen ab. Die Herkunft der Materialien sollte über andere Wege/Instrumente gefördert, kommuniziert und beworben werden. Dem steht die von den meisten Experten vertretene Ansicht gegenüber, dass gerade die Herkunft der Materialien eines der Hauptargumente auch gegenüber dem Konsumenten sei.
Die Forderung, dass das Testverfahren zur Zertifizierung als ‚kompostierbar’ generell auch die ‚Hausgartenkompostierung’ inkludieren sollte, wird mehrheitlich abgelehnt. Das wäre eine zu große Einschränkung für eine Reihe von Produkten, die sehr gut für die technische Kompostierung geeignet sind. Als zusätzliche Information, wie z.B. mit dem belgischen Label OK Compost – home verwirklicht, oder ggf. ein Hinweis auf eine eingeschränkte Eignung in der Hausgartenkompostierung wäre aber wünschenswert.
Da in vielen Ländern der Trend besteht, Küchenabfälle bzw. Biotonne vermehrt in Biogasanlagen, also unter anaeroben Bedingungen zu verarbeiten stellt sich die Frage, ob ein künftiges Label „Biologisch abbaubar“ einen entsprechenden Test unter anaeroben
Zusammenfassung und Schlussfolgerungen
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Bedingungen beinhalten müsste. Hier besteht keine einheitliche Meinung. Einerseits wird ein gesonderter Test mit einer unabhängigen Zertifizierung vorgeschlagen, andererseits sei es jedoch eine Frage, die auf prozesstechnischer Ebene zu lösen sei, damit Biokunststoffe den Prozessablauf in einer Biogasanlage nicht stören.
Die Annahme einer nachgeschalteten Kompostierung bei unvollständigem Abbau in der Biogasanlage ist jedoch nicht berechtigt, da dies nicht generell gegeben ist.
Zusammenfassend ist festzuhalten:
!"Die Kennzeichnung der Rohstoffherkunft sollte unabhängig von der Information über den Verwertungsweg erfolgen.
!"Die Angabe des Anteils an nachwachsenden Rohstoffen, wofür die Herstellerbranche zunehmend Bereitschaft erkennen lässt, würde eine gesunde Konkurrenz in Richtung des jeweils höchstmöglichen Anteils an Bio-Kunststoff einleiten.
!"In dem Begriff kompostierbar ist die Botschaft über den bevorzugten Verwertungs-/Entsorgungsweg über die getrennte Sammlung und Kompostierung enthalten. Da aber nicht für alle Produkte und Anwendungen die Kompostierung der wünschenswerte und gesamtökologisch beste ist, sollte der „Keimling“ mit der Kennzeichnung kompostierbar nur auf jenen Produkten angebracht werden, die auch vorzugsweise über die Kompostierung entsorgt werden sollten.
!"Da eine einheitliche Kennzeichnung und Information über die Entsorgung für ganz Europa nicht möglich ist, kann und muss die Kennzeichnung je nach Verwertungsstrategie und -logistik auf nationaler bzw. auf regionaler (Verbands-) Ebene (z.B. bei Sammelhilfen für Bioabfälle) erfolgen.
!"Für sämtliche Produkte sollte ein zusätzlicher Test auf die Kompostierbarkeit unter Hausgartenbedingungen durchgeführt werden. Je nach Testergebnis kann darüber mit einem Label aufgeklärt werden (z.B. OK compost–home oder Aufdruck „Über Biotonne entsorgen. Nicht geeignet in der Hausgartenkompostierung“).
!"Das Testschema der EN 13432 ist mittelfristig auf die Beurteilung der Verwertbarkeit in Biogasanlagen auszudehnen, zumal anzunehmen ist, dass ehemalige Lebensmittel, Biotonne mit einem hohen Anteil an Küchenabfällen aber auch andere, getrennt erfassbare Abfallfraktionen aus der Lebensmittel-verarbeitung zumindest in einem ersten Behandlungsschritt in Biogasanlagen vergoren werden.
Energieverbrauch – Ökobilanz Lebenszyklusanalysen und Ökobilanzen umfassen die Umweltauswirkungen vor allem hinsichtlich der Treibhausgasbilanz über den gesamten Produktionsprozess bis hin zur Entsorgung bzw. der energetischen oder stofflichen Verwertung des Abfalls. Die durchgesehenen Studien behandeln zuweilen bestimmte Teilaspekte in der Produktionskette bzw. vergleichen die Verwendung bestimmter Bioplastikprodukte (Trinkbecher, Einkaufstaschen) mit herkömmlichen Produkten auf fossiler Basis.
Wesentliche Einflussfaktoren für das Abschneiden der Biokunststoffprodukte sind:
!"Transportwege zur Beschaffung der Rohstoffe und von den Produktionsstätten zum Detailverkauf,
!"die Prozessenergie zur Herstellung der Produkte,
Zusammenfassung und Schlussfolgerungen
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!"die Frage der Mehrfach- oder einmaligen Nutzung (z.B. bei Einkaufstaschen) !"der Entsorgungsweg (z.B. mit oder ohne energetische Nutzung).
Unter vergleichbaren Nutzungsbedingungen ergeben Bioplastikprodukte tendenziell eine bessere Umweltperformance als konventionelle Kunststoffe fossiler Herkunft.
Auch bei einer tendenziell günstigeren Ökobilanz von PLA-Trinkbechern zeigt sich, dass erst die thermische Verwertung derselben zu einem eindeutig besseren Ergebnis über die damit verbundene fossile Energieeinsparung führt.
Unter der Annahme einer Klimagaseinsparung von 1,9 kg/kg bei PLA und 4 kg/kg stärkebasierten Materialien und einer 1:1 Aufteilung in den Biokunststoffprodukten kann in Österreich bei einer Produktion von 50.000 t pro Jahr (heute 600 t) erst nach Erfüllung der technischen Voraussetzungen und nach einer Adaptionsphase mit einem Einsparungspotenzial von 147.500 t CO2-Äquivalenten pro Jahr gerechnet werden.
Ökobilanz-Studien heben hervor, dass bevorzugte Einsatzgebiete solche mit einem hohen Materialbedarf wie Großveranstaltungen, Kranken- und Pflegehäuser, Vorsammelhilfen für Bioabfälle und Restmüll für private Haushalte und Lebensmittelverpackung wären. Ein ökologisch sinnvoller Ersatz für konventionelle Kunststoffe ist jedoch erst dann gegeben, wenn neben der erforderlichen Mindestmenge eine Reihe von weiteren Bedingungen erfüllt werden:
!"die Rohstoffe stammen aus nachhaltiger, zumindest an ökologischen Kriterien orientierter landwirtschaftlicher Produktion und werden mit möglichst geringem Aufwand verarbeitet,
!"die Produkte werden so gestaltet, dass eine mehrfache Verwendung möglich ist, !"es wird eine Verhaltensänderung (Umweltbewusstsein) der Konsumenten
herbeigeführt, !"es erfolgt entweder eine thermische oder eine organische Verwertung (wenn
möglich mit Biogasproduktion)
Ökologische Rohstoffproduktion und Flächenbedarf Die Expertenbefragung ergab ein eindeutiges Plädoyer für eine ökologisch verträgliche Produktion der Rohstoffe. Dies beinhaltete auch die Gentechnikfreiheit und die Beachtung des Regionalitätsprinzips, wobei als Regionsgrenzen aufgrund der gegebenen Produktions- und Verarbeitungsstrukturen jeweils ein Kontinent definiert werden sollte. Eher ablehnend wurde die Forderung nach Einhaltung der Anbaukriterien des ökologischen Landbaus beantwortet, da die Ökologisierung der Landwirtschaft nicht über die Rohstoffproduktion für Biokunststoffe gelöst werden könne.
Es ist jedoch zu bedenken, dass, sofern nicht entsprechende förderpolitische Maßnahmen getroffen werden, die Gefahr besteht, aufgrund des wirtschaftlichen Drucks ein Maximum an Flächenproduktivität für die Rohstoffgewinnung angestrebt wird. Daher wäre es enorm wichtig, bindende ökologische Kriterien an die Biomasse- und Bio-Rohstoffproduktion zu knüpfen. Dies umfasst
!"Anforderungen an die Art und Intensität von Dünge- und Pflanzenschutzmaß-nahmen,
!"die Erhaltung einer zumindest ausgeglichenen Humusbilanz über Fruchtfolge und organische Düngung (z.B. Kompost) und Bodenbearbeitung
Zusammenfassung und Schlussfolgerungen
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!"regional angepasste Landschaftsgestaltung im Sinne der Biodiversität.
Die wesentliche Schwierigkeit besteht hier wohl in einer europäischen bzw. internationalen Abstimmung, um Wettbewerbsverzerrungen zwischen Ländern mit unterschiedlichem Niveau an Umweltauflagen zu verhindern.
Vielfach wird auf das Potenzial der geförderten, jedoch unproduktiven Brachflächen verwiesen, wenn es um die Frage der erforderlichen Ackerflächen für die Rohstoff- und Biomasseproduktion geht. Die Acker-Brachflächen betrugen in Österreich 2006 6,8% des Ackerlandes oder 93.203 ha. Ausgehend von einem ha-Ertrag von rund 10 t Körnermais oder etwa 2 t Stärke pro Hektar könnten auf dieser Fläche etwa 186.000 t Bioplastik-Werkstoffe produziert werden.
Zum Vergleich: 2005 wurden 225.000 t an Kunststoffverpackungen in Verkehr gebracht. 2006 wurden über die ARGEV 156.000 t an Leichtverpackungen gesammelt. 2005 wurden durch den ÖKK (Österreichischer Kunststoff Kreislauf) 117.000 Kunststoffverpackungen stofflich bzw. thermisch verwertet. Einer Einschätzung des Fraunhofer Instituts für Deutschland könnten etwa 70 % der Kunststoffverpackungen durch Bio-Kunststoffe ersetzt werden. Auf Österreich umgelegt wären das 157.000 t. Unter oben getroffener Annahme würden demnach die derzeit nicht genutzten Ackerflächen theoretisch ausreichen, diesen potentiellen Rohstoffbedarf zur Substitution der Kunststoffverpackungen herzustellen.
Langfristig ist dies aber im Kontext mit dem wachsenden Bedarf an Flächen zur Erzeugung an Energie-Biomasse zu sehen, und hier kann die Entscheidung über die Aufteilung der Landschaft in Lebensmittel-, Energie- und Rohstofflieferant weit reichende Folgen nach sich ziehen. Einer der kritischsten Faktoren hierbei ist der Rohstoffpreis, der unmittelbare Auswirkungen auf den Deckungsbeitrag und auf die jeweils konkurrierenden Märkte hat. Dieses Geschehen allein dem Markt zu überlassen wäre fatal und ordnungspolitische Rahmenbedingungen scheinen unausweichlich, wenn auch eine äußerst anspruchsvolle gesellschaftspolitische Herausforderung. Wirtschaftliche und soziale (landwirtschaftliche Betriebs- und Arbeitsstrukturen) sind hier eng mit ökologischen Faktoren verknüpft.
Hier zusammengefasst die wesentlichen Umweltgefahren für Landnutzung und Landwirtschaft, die vor allem unter dem Intensivierungsdruck in der Energie- und Rohstoffpflanzenproduktion zu erwarten sind:
!"Gefahren für Boden und Wasserqualität sowie Biodiversität aufgrund intensiver Bewirtschaftmethoden mit einseitigen Fruchtfolgen, Düngemittel- und Pestizideinsatz oder falls Flächen in NATURA 2000 Gebieten oder anderen wertvollen Habitaten für die Biomasse/Rohstoffproduktion verwendet würden;
!"Gefahren für lokale Wasserressourcen (mit potenziellen Auswirkungen auf Biodiversität und Versalzung) vor allem durch den Einsatz von Pflanzenarten und -sorten mit einer hohen Biomasseproduktivität bei zugleich sehr hohem Wasserverbrauch;
!"Erhöhung des Erosionsdruckes in der Umstellung von Brach- und extensiven Grünlandflächen;
Zusammenfassung und Schlussfolgerungen
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!"Möglicher zusätzlicher Beitrag zum Klimawandel, falls Grünland auf Biomasseproduktion umgestellt würde. Der Umbruch von Dauergrünland würde zwischen 0,15 und 1,75 t CO2 pro ha freisetzen1.
Einführung und Verwertung von Biokunststoffen – Erfahrungen aus der Praxis Es wurden einige Untersuchungen zur praktischen Einführung von biologisch abbaubaren Kunststoffen ausgewertet. Es können i.W. drei Kategorien an Untersuchungen unterschieden werden:
1. Generelle Markteinführung von biologisch abbaubaren Packstoffen auf der Ebene des Einzelhandels (Modellversuch Kassel; Loop Linz)
2. Einführung von Bioabfallsammelsäcken als Vorsammelhilfen in der Küche (z.T. auch als Einstecksäcke für die Biotonne; z.B. Erfahrungen aus dem Bezirk Tulln in Niederösterreich)
3. Einführung von branchenspezifischen Spezialprodukten (Einweggeschirr auf Großveranstaltungen, Pflanztöpfe, Trinkbecher in der Gastronomie, Mulchfolien für Gartenbau und Feldgemüsebau etc.) (2 konkrete Praxisuntersuchungen: Nordhausen, Tiergarten Schönbrunn; theoretische Evaluierungen; siehe auch Energieverbrauch – Ökobilanz)
Die wesentlichen Fragestellungen hierbei waren:
!"Erkennbarkeit und Akzeptanz bei den betroffenen Kreisen (Konsumenten, Handel, Gastronomie)
!"Sammel- und Entsorgungsverhalten, Auswirkung auf das Sammelsystem (Reinheitsgrad) und die Verwertungssicherheit
!"Verhalten in der biologischen Behandlung (Einfluss auf Sortiermaßnahmen, Kompostierung und Abbau im technischen Maßstab, Abbau in der Hausgartenkompostierung)
Hier zusammengefasst die wichtigsten Ergebnisse und gemeinsame Trends aus den Untersuchungen:
Markteinführung von Bioabfallsammelhilfen bzw. Bioplastik im Einzelhandel:
!"Akzeptanz: !" Hohe Akzeptanz und Befürwortung durch Konsumenten; Mehrkosten würden in
Kauf genommen werden. Die Logik des Kreislaufgedankens wird leicht verstanden
!" Herkunft der Rohstoffe und Kompostierbarkeit wird als gleichwertiges Argument gewertet
!" Große, wiederholte und gut sichtbare Kennzeichnung ist entscheidend. !"Entsorgungssicherheit / Verunreinigung Biotonne / Sortierleistung
1 Schätzungen auf Basis der Daten des Referenz-Handbuchs der überarbeiteten IPCC Richtlinien fürnationale Klimagas
Inventuren (http://www.ipcc-nggip.iges.or.jp/public/gl/invs1.htm).
Zusammenfassung und Schlussfolgerungen
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!" Höchste gefundene Masse-Anteil an BAW bzw. Biosäcken in Biotonne: 0,47% (Kassel); 2% (Tulln – nur Biosammelsäcke!)
!" Im Schnitt keine Änderung des Fremdstoffgehaltes in der Biotonne. Grund: intensive Informationskampagne während der Projektphase. Es gibt keine Praxisuntersuchungen, die den „Alltag“ außerhalb von intensiv beworbenen Kampagnen widerspiegeln!
!" Ab einem Anteil von 0,25% (m/m) BAW bei einem Störstoffanteil von ca. 2% verschlechtert sich die händische Sortierleistung beträchtlich. Es werden hohe Anteile an Bioabfallsäcken händisch ausgelesen. Aufbereitungs- und Sortiertechniken müssten angepasst werden (Kassel)
!" Mechanische Vorsiebung ohne Zerkleinerung schleust 70% der Biosammelsäcke aus! Nur nach Zerkleinerung in einer Mühle verbleiben 84% in der Rottefraktion (Loop Linz)
!" Grenzwert für Störstoffe von 0,5 % TM im Kompost wird nur bei einer Absiebung bei 12 mm eingehalten (Kassel)!
!" Verwendung von Bioabfallsammelsäcken: Generell höherer Verunreinigungsgrad sowie auch ein höherer Anteil an Bioabfallsäcken in anonymen Mehrfamilienhäusern: die Summe an Störstoffen inkl. Bioabfallsäcken betrug hier 2,2 – 4,8% (m/m) gegenüber 0,4 – 2,6% (m/m) bei Einfamilienhäusern (Tulln)
!" Biosackanteil an den Störstoffen zwischen 50% (anonymer Siedlungstyp) und 73% (Einfamilienhaus) (Tulln)
Einweggeschirr auf Großveranstaltungen, Getränkebecher:
!"Akzeptanz durch Konsumenten: !" Im Falle des Angebots einer getrennten Sammlung ist die Erkennungsrate des
Bio-Geschirrs gering; das ergibt eine hohe Fehlwurfrate, wodurch die Getrenntsammlung auf Großveranstaltungen, sofern auch konventionelle Plastikmaterialien parallel verwendet werden, überhaupt in Frage gestellt wird
!" Qualität der Produkte wird als gleichwertig oder besser eingestuft !" Kein Verständnis für höhere Kosten; !" Ein weiterer Weg für getrennte Entsorgung wird nicht akzeptiert. !" Bekanntheitsgrad von Biokunststoffen ist noch sehr gering!
!"Akzeptanz in der Gastronomie: !" Großveranstaltungen – Projekt Nordhausen
- Zu teuer
- Partygeschirr: aufgrund der Qualitätsansprüche wird Mehrweggeschirr bevorzugt! Mehrweggeschirr hat auch eine höhere Akzeptanz bei Kunden.
- Ohne gesetzliche Regelung bestehen nur geringe Chancen für die Einführung bioabbaubaren Einweggeschirrs wenn das Kosten-Nutzenverhältnis nicht besser wird und die ökologischen Vorteile eindeutig erkennbar sind.
- Bessere Chancen sind ggf. bei ökologisch orientierten Veranstaltungen gegeben.
Zusammenfassung und Schlussfolgerungen
13
!" PLA-Becher Schönbrunn: - Preis ist nicht wesentlich, Qualität wird als gleichwertig beurteilt
- Gute Information zu Becherqualität und Tiergarten auf jedem Becher wäre wichtig
- Wiederverwendung als Mehrwegbecher und die getrennte Sammlung sind aus logistischen Gründen nicht möglich
Abbauverhalten in praktischen Kompostierungsversuchen
!"Technische Kompostierung !" Mietenkompostierung mit wöchentlichem Umsetzen; Sammlung von
Küchenabfällen mit Bioabfallsammelsäcken auf Stärkebasis (Versuch Tulln) - Vollständiger Abbau nach bereits 3 Wochen unabhängig vom Umsetzsystem
!" 14 tägige Tunnelrotte (Mater-Bi Säcke/Folien) ohne Umsetzen; anschließende Mietenkompostierung mit 2-tägigem Umsetzen (Loop Linz) - nahezu kein Abbau in 14-tägiger Rotte im Rottetunnel
- vollständiger Abbau der Bioplastikanteile in der nachfolgenden Mietenrotte (meist bereits nach 7 – 14 Tagen)
!"Hausgartenkompostierung (Modellprojekt Kassel) !" Kein Abbau von PLA und erdölbasierten (z.B. Ecoflex)-Produkten !" Langsamer aber zufriedenstellender Abbau von Stärke-basierten Folien
Die Praxisversuche zeigen, wie bedeutsam die Aufklärung über Nutzen, Verwendung und Entsorgung von Biokunststoffen sowie deren gut kenntliche Kennzeichnung für den Erfolg oder Misserfolg einer breiten Einführung sind. Allenfalls könnten gesetzliche Regelungen notwendig sein, um marktwirtschaftlich konkurrenzfähige Produkte auf Basis biogener Rohstoffe herstellen zu können.
Wenn Biokunststoffe nicht mehr gebraucht werden – Entsorgung & Verwertung Grundsätzlich stehen Bioplastikmaterialien und -produkten, die den Nachweis der biologischen Abbaubarkeit oder Kompostierbarkeit erbracht haben, mit Ausnahme der Deponierung ohne biologische oder thermische Vorbehandlung alle Entsorgungs- oder Verwertungswege offen.
In unserer Befragung sprachen sich die Experten eindeutig für eine differenzierte Vorgangsweise in der Entsorgung aus.
Demnach wäre es logisch, Lebensmittelverpackungen und Bioabfallsammelsäcke über die Biotonne und die Kompostierung zu entsorgen, während z.B. PLA-Flaschen entweder über die Restmüllsammlung oder den gelben Sack verbrannt oder ggf. stofflich recycelt werden sollten.
Das Land Niederösterreich legt das Hauptaugenmerk auf die Herkunft der Rohstoffe. Dies wird als der wesentliche Faktor ökologischer Nachhaltigkeit angesehen. Daher, und auch um das Kreislaufsystem der Kompostierung für organische Primärabfälle nicht unnotwendig zu gefährden, wird die Verwertung von Lebensmittelverpackungen über die Kompostierung ausschließlich dort angeregt, wo sie Vorteile im Handling bringt, z.B. bei bioplastikverpackten, abgelaufenen bzw. verdorbenen Lebensmitteln im Handel.
Zusammenfassung und Schlussfolgerungen
14
Die Entsorgung sei aber nicht das Hauptkriterium sondern der gesamtökologische Nutzen, der Erdölersatz bzw. die Energiegewinnung und die knapp werdenden Ressourcen. Es wird auch gefordert, dass mit der Verwertungsschiene „Kompostierung“ ein faktischer Nutzen oder ökologischer Vorteil für das System der getrennten Sammlung und Kompostierung biogener Abfälle entsteht. Die Kompostierung darf keinesfalls als billiger Entsorgungsweg missbraucht werden.
Eine kategorische Ablehnung der Entsorgung sämtlicher Bioplastikprodukte über die Biotonne und die Kompostierung, die z.T. von Seiten der kommunalen Abfallwirtschaft als auch der Branchenvertretung der Komposthersteller vertreten wird, wird mit der ursprünglichen Intention des biologischen Kreislaufs natürlicher organischer Rückstände aus Garten, Park und Küche begründet sowie mit dem Verweis auf unterschiedliche petrochemische Produktanteile. Ein weiteres Argument ist die Befürchtung des Anstiegs der Verunreinigung der Biotonne. Diese ist sicher nicht unberechtigt, wenn ausschließlich basierend auf dem Zertifikat „kompostierbar“ Massenprodukte in den verschiedenen Produktgruppen in den Regalen landen und dies außerhalb intensiv beworbener Pilotprojekte.
Ein wesentliches Problem ist die Tatsache, dass eine einheitliche Kennzeichnung zur Verwertung oder Entsorgung europaweit aber auch bereits auf staatlicher Ebene aufgrund der unterschiedlichen Entsorgungs- und Verwertungsstrukturen nicht möglich ist.
Daher wird das Hauptaugenmerk auf die lokale Aufklärung auf Gemeinde- oder Verbandsebene nötig sein, um den jeweils angestrebten Entsorgungsweg zu transportieren. Generell wird aber die Verbrennung als die effektivste Entsorgung gesehen.
Mit Blick auf die Studienergebnisse und die Diskussionsbeiträge der Experten aus den verschiedenen betroffenen Kreisen und Interessen ergibt sich ein recht klares Bild für eine mittelfristige Entsorgungsstrategie.
Packstoffe und Produkte aus Biokunststoffen sollten nur dann über die getrennte Sammlung biogener Abfalle und die Kompostierung mitentsorgt werden, wenn sich für dieses Verwertungssystem hierdurch eindeutige Vorteile ergeben. Diese können in einer höheren Erfassungsquote für biogene Abfälle oder in einer besseren Akzeptanz und Durchführbarkeit der getrennten Sammlung (convenience) begründet sein. Beispiele hierfür sind:
!"mit Biokunststoff verpackte, nicht mehr verkaufsfähige Lebensmittel aus dem Einzelhandel; hierzu können auch Trays z.B. aus Karton, Holzfaser oder Stärke zählen;
!"Abreißgemüsesäcke, die im Haushalt zum Aufbewahren von Gemüse oder Obst u.ä. verwendet werden und in der Folge als Sammelsack für Küchenabfälle dienen
!"Sammelsäcke für Küchenabfälle. Hierdurch werden die Sauberkeit der Sammlung im Haushalt und die Hygiene der Biotonnen verbessert und dadurch die Bereitschaft zur konsequenten Sammlung biogener Abfälle im Haushalt gestärkt. Einschränkend ist anzumerken, dass es sinnvoller wäre diese Vorsammelhilfen als Zweitnutzung einzuführen und zu bewerben. Die erste Nutzung könnte ein Frischhaltesack für Brot, Obst oder Gemüse sein.
Schließlich zur Frage der Entsorgung von Einkaufstaschen: Es wird grundsätzlich als nicht sinnvoll angesehen, Bioeinkaufstaschen nach einmaligem Gebrauch über die Kompostierung zu entsorgen. Hier ist es wesentlich sinnvoller, verstärkt auf Stofftaschen
Zusammenfassung und Schlussfolgerungen
15
mit langer Lebensdauer zu setzen. Ein Anstieg der Verunreinigungen in der Biotonne und Probleme im Kompostwerk (hoher Aussortierungsgrad und Sortieraufwand) sind aufgrund der enormen Masse an Einkaufstaschen und einer vorauszusehenden langen Übergangsfrist der Parallelexistenz konventioneller und Biokunststoffsäcke zu erwarten.
Daher wird eine Informationsstrategie im Zusammenhang mit Einkaufstaschen auf Kartoffelstärkebasis begrüßt, in der der Verweis auf die Rohstoffherkunft und die zumindest CO2-neutrale Entsorgung im Vordergrund steht.
Dies führt uns nun zur Frage der erforderlichen rechtlichen Rahmenbedingungen für eine fortschreitende Entwicklung und in jeder Hinsicht nachhaltige schrittweise Einführung von biologisch abbaubaren Materialien und Produkten aus nachwachsenden Rohstoffen.
Rechtliche Rahmenbedingungen Von vielen Experten wird neben den wirtschaftlichen den rechtlichen Rahmenbedin-gungen eine zentrale Bedeutung für eine erfolgreiche Einführung von Biokunststoffen beigemessen.
Es sind im Wesentlichen zwei legistische Instrumente, die einen maßgeblichen Einfluss auf die Konkurrenzfähigkeit, Akzeptanz und Einführung von Biokunststoffen haben. Beide beziehen sich rein auf die Entsorgungs- bzw. Verwertungsmöglichkeiten.
Es sind dies die Festlegung von Recyclingquoten und Lizenzgebühren für Packstoffe im Rahmen der Verpackungsverordnung und die über die Abfallverzeichnisverordnung definierte Zulässigkeit von biologisch abbaubaren Kunststoffen (Warenresten) zur Verwer-tung in Kompostanlagen bzw. Biogasanlagen. Im Gegensatz zu Deutschland bewirkt die Verpackungsverordnung mit den unwesentlich günstigeren Lizenzgebühren für Packstoffe auf biologischer Basis (hier ist kein Bezug zur Kompostierbarkeit (!) gegeben) in Österreich keine Förderung zu Gunsten von Biokunststoffen.
Sofern die Kompostierung als der logische und ideale Verwertungsweg zumindest für kurzlebige und im Zusammenhang mit Lebensmitteln und der Bioabfallsammlung in Verbindung stehenden Produkten angesehen wird, legt die österreichische Kompostverordnung mit dem Anspruch auf 100 % (Qualitätskompost) bzw. 95% (Kompost) biogenen Anteil die Latte ähnlich wie in Deutschland sehr hoch. Seitens der Biokunststoffbranche wird das als ökologisch nicht gerechtfertigter Hemmschuh für eine gedeihliche Produkt- und Marktentwicklung angesehen, da derzeit die technischen Möglichkeiten noch nicht gegeben sind die Produkt- und Performanceanforderungen in vielen Einsatzgebieten ausschließlich mit Hilfe nachwachsender Rohstoffe zu erfüllen.
Auch wenn die Zertifizierung der Kompostierbarkeit nach europäischen Standards unabhängig von den Anteilen an nachwachsenden Rohstoffen erfolgt, erachtet die Mehrzahl der Experten die politisch-strategische Forderung nach einem möglichst hohen „Bioanteil“ gesamtökologisch betrachtet als gerechtfertigt (7 von 10 Experten, die einen Mindestanteil nachwachsender Rohstoffanteile in den Produkten befürworten, schlagen einen Mindestanteil von 80% vor). Die Forderung nach einem hohen Mindestanteil (z.B. 95%) wird von 2 Experten nur im Zusammenhang mit dem Verwertungsweg „Kompostierung“ als bedeutsam angesehen.
Nach den vielen Gesprächen und der Lektüre zur Frage der Schaffung von förderlichen Rahmenbedingungen für die Einführung von Biokunststoffen aus nachwachsenden Rohstoffen sehen wir einen gangbaren und sinnvollen Weg in einer Kombination von Maßnahmen:
Zusammenfassung und Schlussfolgerungen
16
1. Ab einem Gesamtanteil von 50% nachwachsender Rohstoffe Reduktion der Lizenzgebühren im Rahmen der Quotenregelung des ARA-Systems nach Maßgabe des tatsächlichen Anteils an Biopolymeren (d.h. bei einem Anteil von 85% Nawaro beträgt die Lizenzgebühr nur mehr 15% derer für Kunststoffe fossiler Herkunft)
2. Zulassung der chemischen Modifizierung von Biokunststoffen auch zur Herstellung von Qualitätskompost (SN 92118), da die chemische Modifizierung eigentlich der Rohstoffherkunft keinen Abbruch tut und nur der besseren Produktperformance dient, wo hingegen die Kompatibilität mit der Kompostierung ohnehin nach EN 13432 zu prüfen ist.
3. Hinsichtlich der Zulassung von Bestandteilen, die zwar nach EN 13432 biologisch abbaubar/kompostierbar sind, jedoch nicht aus nachwachsenden Rohstoffen erzeugt wurden, stellen die Autoren drei Varianten zur Diskussion:
Grundsätzlich wird vorgeschlagen, die Unterscheidung von Materialien, die für die Herstellung von „Qualitätskompost“ bzw. „Kompost“ zulässig sind aufzugeben und eine einheitliche Definition in der Abfallgruppe 922 vorzunehmen (SN 92118). SN 92210 wäre demzufolge zu streichen.
Hierfür sollten folgende der drei Optionen unter den betroffenen Experten und Entscheidungsträgern hinsichtlich einer optimalen Lösung abgewogen werden
a. Übernahme der Qualitätsdefinition der SN 92210 (5% Bestandteil nicht natürlichen Ursprungs sind zulässig) auch in Anlage 1 Teil 1 KompostVo (Herstellung von Qualitätskompost)
Vorteil:
$"Beibehaltung einer bekannten Regelung
$"Hoher Ansporn für die industrielle Entwicklung von Materialien und Produkten, die fast ausschließlich aus nachwachsenden Rohstoffen erzeugt wurden
$"Die 5-Prozent-Toleranz rechtfertigt (ähnlich wie die Kennzeichnung von Lebensmitteln aus der biologischen Landwirtschaft) eine einheitliche Auszeichnung „aus nachwachsenden Rohstoffen“ o.ä.
$"Auch bei steigenden Anteilen an Bioplastik-Verpackungen, die über die Kompostierung entsorgt würden, bliebe der zulässige Verunreinigungsgrad durch den petrochemischen Anteil der Bioplastik-Materialien im Rahmen zulässiger Grenzen (z.B. 10% (m/m) Bioplastikanteil im Bioabfall ergibt 0,5% (m/m) Kunststoffverunreinigung).
Nachteil:
$"Die meisten z.B. stärkebasierten Produkte besitzen auch bei Ausschöpfung bestehender technologischer Möglichkeiten gegenwärtig noch einen Anteil von 20 – 50 % nicht erneuerbarer Rohstoffe. Durch das 5 %-Limit würden weitere Innovationen für Produkte, die auch Sinnvollerweise über die getrennte Sammlung
Zusammenfassung und Schlussfolgerungen
17
und Kompostierung entsorgt würden (Bioabfallsammelhilfen, Lebensmittelverpackungen) stark eingeschränkt.
b. Zulassung von 10% nach EN 13432 biologisch abbaubaren bzw. kompostierbaren Bestandteilen in den Produkten, auch wenn diese nicht aus nachwachsenden Rohstoffen erzeugt wurden zur Herstellung von Qualitätskompost (SN 92118)
Vorteil:
$"Die 10% Toleranz würde, gegenüber a), als erhöhter Inno–vationsansporn wirken
$"Eine größere Auswahl an innovativen Produkten, die bereits jetzt technisch „machbar“ sind würden zur Substitution von konventionellem Kunststoff beitragen können
Nachteil:
$"Siehe a) Auch 10% Toleranz würde den aktuellen technischen Möglichkeiten nicht gerecht.
$"Zusätzliche Verunreinigung mit Kunststoffanteilen in der Biotonne (z.B. 10% (m/m) Bioplastikanteil im Bioabfall ergibt bereits 1% (m/m) Kunststoffverunreinigung).
$"Problem der Deklaration und Überprüfbarkeit von europaweit hergestellten und vermarkteten Produkten
c. Zulassen aller nach EN 13432 geprüften Anteile an Materialien, unabhängig von deren Herkunft sind mit mehrjähriger Übergangsfrist vom gegenwärtig erfüllbaren maximalen Anteil von 50% bis hin zu einem völligen Verbot nicht biogener Inhaltsstoffe für alle als „kompostierbar“ gekennzeichneten Produkte.
Vorteil:
$"Förderung und ad hoc Zulassung der breiten Markteinführung von Biokunststoff-Produkten nach derzeitigen technischen Möglichkeiten,
$" langsamer Aufbau der Akzeptanz bei Kompostanlagenbetreibern und
$" dennoch hoher Anreiz für ökologisch sinnvolle und tragfähige Neuentwicklungen in einem vernünftigen Zeitraum auch auf Basis des steigenden Umweltbewusstseins der Konsumenten.
Nachteil:
$"Starker Entsorgungsdruck sämtlicher EN 13432 geprüften Materialien und Produkte über den „billigen Entsorgungsweg“ der Kompostierung, da eine bedeutend höher Anzahl an Produkten af den Markt drängen werden, die nicht sosehr mit dem Rohstoff als mit dem Etikett „Kompostierbar“ und der Zulässigkeit nach KompostVo beworben würden.
Zusammenfassung und Schlussfolgerungen
18
$"Hierdurch steigt die Gefahr zusätzlicher Verunreinigungen im anonymen Bioabfallsammelsystem.
$"Die Abgrenzung: „nur Bioabfallsammelsäcke und bestimmte Lebensmittelverpackungen in die Biotonne“ wird deutlich unrealistischer.
$"Die Überprüfung der Produkte auch hinsichtlich der gewünschten und regional (ggf. national) festzulegenden Kennzeichnung zur Entsorgung wird äußerst aufwändig, wenn nicht undurchführbar.
Weitere Anregungen, die überlegt werden können:
!"Steuerliche Begünstigung von Bioplastikmaterialien und Produkten über verringerte MWSt.-Sätze
!"Aufnahme der Produktion von NAWARO zur Herstellung von Biokunst-stoffausgangsmaterialien auf Ackerbrachflächen im Rahmen des ÖPUL, verknüpft mit Mindest-Umweltauflagen für Produktionstechnik, Bodenschutz und Fruchtfolge.
!"Gezielte Forschungs- und Betriebsansiedlungsförderung zur Entwicklung und Verarbeitung von Biokunststoffpolymeren und -produkten insbesondere zur Steigerung des Anteils nachwachsender Rohstoffe in Fertigprodukten. In diesem Sinne ein Zitat aus einem der geführten Interviews: „Im Sinne kommender Generationen und des Konsumenten sollte klar gemacht werden, dass eine konsequente Förderung auf nachhaltige Ressourcennutzung nicht nur mit Blick auf den Klimaschutz, sondern auch volkswirtschaftlich Sinn macht: Das Stichwort lautet: Ressourcen- und Wertschöpfung im eigenen Land, in der eigenen Region zu erhalten und entwickeln.“
Fragestellung und Ausgangslage
19
1 FRAGESTELLUNG UND AUSGANGSLAGE
1.1 Einige Grundlagen
Kunststoffe stellen mit einem weltweiten Verbrauch von heute ca. 240 Millionen Tonnen (EU ca. 40 Mio. t) und einem durchschnittlichen jährlichen Wachstum von ca. 5% das größte Anwendungsgebiet von Erdöl außerhalb des Energie- und Transportsektors dar. Trotzdem ist der Anteil am Erdölverbrauch mit etwa 5% relativ gering. Der Marktwert der Kunststoffproduktion in der EU liegt bei ca. 200 Milliarden Euro (European Bioplastics2).
Im heutigen Sprachgebrauch erfolgt die Abgrenzung von Bio- und herkömmlichen Kunststoffen über zwei Merkmale:
!"die Verwendung von nachwachsenden Rohstoffen bei ihrer Herstellung !"die Eigenschaft der biologischen Abbaubarkeit respektive Kompostierbarkeit
Beide sind jedoch nicht ursächlich miteinander verknüpft. Denn die biologische Abbaubarkeit kann unabhängig von der Herkunft der Rohstoffe gegeben sein oder auch nicht.
Biologisch abbaubare Werkstoffe (BAW) werden seit einigen Jahren verstärkt eingesetzt.
Die wichtigsten Anwendungsgebiete in Europa sind:
!"Kompostierbare Bioabfallsäcke !"(Folien-) Verpackungen, insbesondere für kurzlebige Produkte wie Lebensmittel !"Loose Fill (Stärkeschaum als Transportverpackung) !"Serviceverpackungen: Tragetaschen, Cateringprodukte wie Trinkbecher, Teller,
Besteck !"Biologisch abbaubare Mulchfolien !"Kompostierbare Gartenbauartikel
Der Marktanteil liegt heute bei deutlich unter einem Prozent (Verbrauchsschätzungen von European Bioplastics liegen bei ca. 50.000 t in Europa). Weltweit werden derzeit ca. 500.000 t produziert, wobei eine strenge prozentuelle Aufteilung in reine nachwachsende und petrochemische Rohstoffe nicht möglich ist. Es wird geschätzt, dass mittelfristig etwa 10 % der gesamten Kunststoffproduktion bzw. 70 % der Kunststoffverpackungen durch Bioplastikprodukte substituiert werden können.
Eine Studie der französischen Agentur für Umwelt und Energie (ADEME) bestätigt, dass der Marktanteil von Biokunststoffen am gesamten Kunststoffmarkt heute noch marginal ist, doch die jährlichen Zuwachsraten der weltweiten Produktion betragen seit dem Jahr 2000 62,3%.
2 http://www.european-bioplastics.org
Fragestellung und Ausgangslage
20
TABELLE 1-1: PRODUKTION BIOABBAUBARER KUNSTSTOFFE (IN 1.000 T)
2000 2002 2005 jährliches Wachstum
Weltweite Kunststoffproduktion 147.000 149.000 152.000 geschätzt
0,67%
Produktion biologisch abbaubarer Kunststoffe 44 254 495
geschätzt 62,3%
Anteil der Biokunststoffe an der gesamten Kunststoffproduktion 0,03% 0,17% 0,32%
Quelle: Ernst & Young 2003. ADEME - Étude du marché des matériaux biodégradables. Juli 2003 http://www.ademe.fr/partenaires/agrice/publications/documents_francais/materiaux_biodegradables.pdf
22 kt (8%) 36 kt (5%) 42 kt (3%)30 kt (12%)
225 kt (30%)
575 kt (38%)
885 kt (59%)
505 kt (65%)
210 kt (80%)
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1.000
1.100
1.200
1.300
1.400
1.500
1.600
2007 2009 2011Jahr
Taus
end
Tonn
en (k
t)
Biobasiert, biologisch abbaubar
biobasiert, nicht biologisch abbaubar
Synthetisch, biologisch abbaubar
1.502
766 kt
262 kt
ABBILDUNG 1-1: WELTWEITE PRODUKTIONSKAPAZITÄT VON BIOKUNSTSTOFFEN (QUELLE: EUEOPEAN BIOPLASTICS, GESCHÄTZT; HTTP://WWW.EUROPEAN-BIOPLASTICS.ORG)
Speziell im Bereich der kurzlebigen Verkaufsverpackungen existieren marktfähige Produkte. Auch seitens der Produzenten werden diesen Produkten die größten Marktchancen zugesprochen (Lehner, 20073). Studien zum Marktpotenzial geben diesen bereits vor 10 Jahren als die interessanteste Anwendung an (Witt et al., 1997), da die Nutzungsdauer von Verkaufsverpackungen sehr kurz ist und kurzlebige Verkaufsverpackungen in Westeuropa 63,5% der Kunststoffabfälle ausmachen. Dies wird auch von Mackwitz & Stadlbauer (2001) bestätigt. Sie meinen, dass vorwiegend abfallwirtschaftliche Überlegungen die Triebkräfte für die Entwicklung von BAW-Produkten sind, und sich BAW speziell für Anwendungen mit geringer Nutzungsdauer eignen. Weiter heißt es:
3 Ing. Lehner von der Firma ProTech, persönliche Mitteilung.
Fragestellung und Ausgangslage
21
„Entfällt die primäre Nutzfunktion nach dem Gebrauch, sollen sie ohne großen Aufwand in möglichst geschlossenen, naturnahen Kreisläufen durch biologische Verfahren der Abfallbehandlung, wie z. B. der Kompostierung einer Wiederverwertung zugeführt werden..“
Dieser Aussage kann in dieser pauschalen Formulierung nicht zugestimmt werden, da der zentrale ökologische Nutzen Klimaschutzaspekt des kurzen Kohlenstoffzyklus der nachwachsenden Rohstoffe und nicht in der Art der Verwertung begründet liegt. Daher sollte jeweils jener Verwertungs- oder Entsorgungsweg für ein bestimmtes Produkt oder einen Packstoff gewählt werden, der für sich gesehen den bestmöglichen Zusatznutzen für diese Verwertungsstrategie bzw. -technologie darstellt! Für die Kompostierung ist also sehr genau abzuwägen, inwiefern das Einbringen von Bioplastikabfällen für die Kompostierung, die Verwertungsmenge von biogenen Abfällen insgesamt einen Mehrnutzen bzw. möglicherweise einen Nachteil bringen kann. In jedem Fall ist davon auszugehen, dass auch im Falle der Verbrennung bei energetischer und Wärmenutzung bereits ein ausreichend dokumentierbarer ökologischer Nutzen gegeben ist und eine stoffliche Zweitnutzung nicht zwingend erforderlich ist.
Das Aufkommen an Kunststoffverpackungen betrug in Österreich 2005 ca. 220.000 – 230.000 t. 74.000 t wurden stofflich verwertet, 59.000 t wurden über getrennte Sammelsystem energetisch verwertet und weitere 64.000 t wurden über die Restmüll- Verbrennungsanlagen zugeführt. Das ergibt eine Gesamtverwertungsmenge von 197.000 t oder ca. 87 %4. Laut ARGEV wurden 2006 156.000 t Leichtverpackungen getrennt gesammelt.
Einer Einschätzung des Fraunhofer Instituts (Kabasci & Michels, 2004) folgend könnten in Deutschland etwa 70 % der Kunststoffverpackungen durch Bio-Kunststoffe ersetzt werden. Auf Österreich umgelegt wären das 157.000 t.
1.2 Die Fragen, um die es geht
Erdöl wird knapp und teuer. Erdöl und dessen Verbrennung in jedweder Form ist der treibende Faktor des Klimawandels. Nachhaltig wirtschaften heißt also zweierlei:
!"Energie- und Rohstoffressourcen sowie deren Verarbeitungstechnologien rechtzeitig zu finden, wodurch der Beitrag zum Treibhauseffekt deutlich verringert werden kann (Umstieg auf nachwachsende Rohstoffe mit möglichst ausgeglichener CO2 Bilanz des Lebenszyklus).
!"Die Reduktion und Effizienzsteigerung in der Nutzung der verfügbaren Ressourcen (hierzu zählt u.a. auch die Mehrfach- oder Kaskadennutzung mit stofflicher Verwertung und Energiegewinnung).
Folgende Graphik zeigt den globalen C-Kreislauf mit den zwei Optionen:
!"langer Kreislauf, in dem als C-Quelle Erdöl dient (Millionen Jahre) oder !"kurzer Kreislauf unter Nutzung der meist jährlich erneuerten Pflanzenbiomasse (1 –
10 Jahre)
4 BMLFUW, 2007. Mündliche Auskunft durch Ing. Wolfgang Holzer
Fragestellung und Ausgangslage
22
Es geht also um die Frage, für welche Produkte und Nutzungen, in welchen Mengen wir bereit und aus technologischer sowie logistischer Sicht im Stande sind auf den kurzen Kreislauf umzusteigen.
ABBILDUNG 1-2: „NEUE“ ODER „JUNGE“ BEI BIOKUNSTSTOFFEN IM GEGENSATZ ZU „ALTEN“ KOHLENSTOFFQUELLEN BEI PETROCHEMISCHEN KUNSTSTOFFEN 5
Der wesentliche Unterschied zwischen konventionellem und Bio-Bunststoff besteht also in der Kohlenstoffquelle, aus der die Kunststoff-Polymere hergestellt werden. Es entscheidet an erster Stelle – jedoch nicht ausschließlich – der Anteil an jungen, kurzfristig nachwachsenden Kohlenstoffquellen über das Maß der Nachhaltigkeit bzw. Umweltfreundlichkeit des Produktes. So schreibt European Bioplastics auf ihrer Webseite:
„Da kompostierbare Kunststoffe zu erheblichen Anteilen aus nachwachsenden Rohstoffen bestehen, leisten sie unabhängig von der Art ihrer Verwertung einen Beitrag zur Reduktion von CO2-Emissionen und zur Einsparung fossiler Ressourcen“
Und hinsichtlich der Rohstofffrage heißt es:
Die Unternehmen verfolgen dabei in den meisten Fällen das Ziel, einen möglichst hohen Anteil nachwachsender Rohstoffe im Produkt zu erreichen. Für die heute am Markt befindlichen Biokunststoffprodukte, die unter die oben genannte Definition fallen, liegt er nach Schätzung des Verbands, über alle Anwendungen hinweg gemittelt, bei deutlich mehr als 50 Gew.% (Schätzung anhand der Produktionsanlagen, genaue Verbrauchsstatistiken existieren bisher nicht).
Die folgende viel zitierte Darstellung zeigt den Biokunststoff-Kreislauf etwas detaillierter, in dem die drei wesentlichen Nachnutzungen und Verwertungswege für
5 How much ‚bio-content’ is in there? Bioplastics Magazine [01/07] Vol. 2
Fragestellung und Ausgangslage
23
Biokunststoffprodukte eingezeichnet sind: Mehrwertnutzung und Recycling, Bioabfallsammlung mit Kompostierung, energetische Verwertung mit oder ohne getrennte Erfassung.
ABBILDUNG 1-3: DER IDEALSIERTE C-KREISLAUF DER BIOKUNSTSTOFFPRODUKTION (HTTP://WWW.EUROPEAN-BIOPLASTICS.ORG)
Wie Tabelle 1 zeigt, wird der Substitutionsprozess im Kunststoffbereich unaufhaltsam voranschreiten.
Es geht nunmehr darum, auch wenn das Prinzip der Nutzung nachwachsender Biomasse als umweltgerecht und nachhaltig vom Prinzip her anerkannt ist, die entsprechenden Rahmenbedingungen und Teilaspekte dieses Weg ebenfalls nach den Kriterien der Nachhaltigkeit zu gestalten.
Ein wesentlicher Punkt dabei ist, die betroffenen Kreise in diese Weggestaltung einzubinden. Das sind:
!"Landwirte (und Forstwirte) als Produzenten der Biomasse !" zur Abstimmung der umweltgerechten und wirtschaftlich tragfähigen Integration
der Produktion nachwachsender Rohstoffe in die Fruchtfolge und die landwirtschaftliche Flächennutzung;
!" in die Preisgestaltung, um einen eventuell unkontrollierten und ruinösen Wettbewerb zwischen Lebensmittel- und Rohstoffproduktion zu verhindern;
!"Hersteller der Biopolymere für die verschiedenen Nutzungen und Produkttypen !" zur Auslotung der technologischen und wirtschaftlichen Möglichkeiten der
Herstellung und Weiterentwicklung der Rohstoffverarbeitung zu Grundstoffen für die verschiedenen Produkttypen und
!" zur Weiterentwicklung der Polymerprodukte mit einem möglichst hohen ‚Bio-Anteil’;
Fragestellung und Ausgangslage
24
!"Hersteller und Vertriebsfirmen der Endprodukte !" zur Produkt- und Marktentwicklung in den einzelnen Produktsegmenten; !" zur Abstimmung der Marketingstrategien;
!"Einzelhandel !" zur Abstimmung und Entwicklung von kundenspezifischen Marketingstrategien
für die einzelnen Produkttypen; !"Konsumenten
!" zur Steigerung der Akzeptanz der neuen Produkte hinsichtlich produktspezifischer Vorteile sowie Verwertung und richtiger Entsorgung;
!" zur Abklärung der wesentlichen Informationen/Botschaften, die mit den Produkten über Aufmachung und Deklaration, Labels etc. transportiert werden;
!" zur Abklärung der erforderlichen Nutzungs-Performance und Anforderungen an Design und ‚Convenience’ Aspekte;
!"Marketing und Werbefirmen !" zur Abstimmung der kundenorientierten Marketing und Werbelinie unter
Berücksichtigung der übergeordneten Interessen (Hauptbotschaften, die die sach- und wahrheitsgemäße Aufklärung über Herkunft, Umweltnutzen, Gebrauch und Entsorgung vermitteln);
!"die Entsorgungswirtschaft mit den spezifischen Recyclingbranchen (Sammler, Kompostierungs- und Vergärungsanlagen, Verbrennungsanlagen mit Energie- und Wärmenutzung) !" zur Entwicklung des im Sinne der Ökologie jeweils besten Verwertungs- bzw.
Entsorgungsweges für einzelne Produkttypen und Nutzungen; !"Kommunen bzw. für die Abfallsammlung und -bewirtschaftung zuständige
Körperschaften oder Verbände !" zur abgestimmten Einrichtung der erforderlichen Infrastruktur (inkl. Aufklärung,
PR, Information) der mit der Entsorgungswirtschaft entwickelten Verwertungs- bzw. Entsorgungsstrategie;
!"Wissenschaft, Forschung & Entwicklung !" zur Entwicklung objektivierbarer qualitativer Kriterien zur Beurteilung der
einzelnen Optionen in der gesamten Wertschöpfungskette (vom Acker bis zur Entsorgung/Verwertung) – stets in Kooperation mit den betroffenen Partnern;
!"unabhängige Umweltverbände !" zur Kontrolle, damit die Gesamtentwicklung (Gesamtperformance) bzw.
Einzelaspekte (Rohstoffgewinnung, Produkte, Vermarktung, Entsorgung / Verwertung) stets den Kriterien der Nachhaltigkeit entsprechen;
!"Gesetzgeber auf Bundes- / Landesebene !" zur Schaffung der rechtlichen Rahmenbedingungen auf den verschiedenen
Ebenen, dass die Entwicklung zugunsten der Ökologisierung des Kunststoff-Kreislaufes unter Berücksichtigung der mit allen betroffenen Kreisen erarbeiteten Kriterien gefördert wird.
Allein an dieser Aufzählung wird deutlich, wie herausfordernd und komplex – rein aus der Vielzahl der beteiligten Partner – sich eine integrative umwelt-, markt- und gesellschaftspolitisch nachhaltige Gestaltung dieses Weges darstellt.
Fragestellung und Ausgangslage
25
Zusammenfassend noch einmal European Bioplastics:
Für Innovationen spielen die Rahmenbedingungen – die gesetzlichen wie die des Marktes – eine generell sehr wichtige Rolle. Eine breite Markteinführung von Biokunststoffen setzt voraus, dass
!"die wettbewerbsfähige Wirtschaftlichkeit,
!"die technischen Eigenschaften der Produkte hinsichtlich Verarbeitung und Anwendung,
!"sowie die gesetzlichen Rahmenbedingungen
in möglichst hohem Maß erfüllt werden. In der Regel gelingt es nur schrittweise, denn insbesondere die ersten beiden Punkte zu erfüllen, setzt hohe Investitionen in Technologieentwicklung, Anlagenbau und Marketing voraus. Dazu müssen die Perspektiven im Markt stimmen. Geeignete Rahmenbedingungen beschleunigen diesen Prozess. Der Gesetzgeber wird aber nur dann handeln, wenn er dazu ausreichende Veranlassung sieht:
Der Prozess einer breiten Markteinführung von Biokunststoffen wird noch Jahre in Anspruch nehmen. Förderliche Rahmenbedingungen sind auch für diesen Sektor, der ebenfalls hervorragende Zukunftsperspektiven aufweist, wünschenswert.
Wieder den gesamten Lebenszyklus betrachtend, von der Herkunft der Rohstoffe über Produktion, Vertrieb und Nutzung bis zur Entsorgung oder Verwertung als Abfall geht es – und das bestätigen die Aussagen vieler im Zuge dieser Studie befragten Kollegen – um die Nachvollziehbarkeit eines ökologischen Mehrwertes.
Das ist das wesentliche Motiv, das für ein gedeihliches Zusammenspiel der gesellschaftlichen Partner sachlich nachvollziehbar dargestellt und verstanden werden muss.
Begriffe – Die Notwendigkeit einheitlicher Bestimmung und Interpretation
26
2 BEGRIFFE – DIE NOTWENDIGKEIT EINHEITLICHER BESTIMMUNG UND INTERPRETATION
Die Bezeichnung von Materialien und Verpackung, welche geeignet sind, gemeinsam mit anderem organischen Müll in der Biotonne gesammelt und entweder kompostiert oder anaerob behandelt zu werden, ist nicht explizit geregelt. Ein erster Versuch der Begriffsdefinition wurde mit dem Technischen Report CEN TR 15351 (2007) unternommen. Im alltäglichen Sprachgebrauch sind die Begriffe keinesfalls gängig und einheitlich verwendet, ja zum größten Teil ist ihre Bedeutung nicht einmal bekannt. Sogar in wissenschaftlichen Publikationen werden die Begriffe nicht einheitlich verwendet, was durchaus zu fehlerhaften Vergleichen und Zitaten führt. Auch die notwendige Kennzeichnung dieser Materialien und Verpackung ist letztlich von der Verwendung einheitlicher Begriffe abhängig. So hat European Bioplastics, ein Verband aus Herstellern biologisch abbaubarer Materialien, inzwischen auch eigene Begriffsdefinitionen erstellt und seine Mitglieder angehalten, diese zu verwenden.
Die sprachliche Verwirrung beginnt bereits beim Begriff Kunststoff, der traditionell eher mit stabilen, nicht verwitternden und bestimmt nicht biologisch abbaubaren Materialien gleich gesetzt wird. Der Begriff Biokunststoff trägt also bereits einen Widerspruch in sich, zumal mit der Silbe „Bio“ doch eher etwas natürliches oder der Natur unverändert entnommenes und somit etwas, das ungehindert in den Stoffkreislauf zurückfließen kann verbunden wird. Auch verwenden verschiedene Sparten der Industrie und der Wissenschaft traditionell dieselben Begriffe, ordnen ihnen aber unterschiedliche Bedeutungen zu (beispielsweise wird „abbaubar“ in der Medizintechnik anders interpretiert als im Umweltbereich). In der Folge darf es nicht weiter verwundern, wenn Begriffe zur Beschreibung von Materialeigenschaften mit komplexen Termini für Verwendungs- oder Verwertungsrichtlinien, wie beispielsweise „abbaubar“, „biologisch abbaubar“ und „kompostierbar“ sowohl in der Bevölkerung als auch in Fachkreisen nicht mehr durchgängig gleichartig verstanden werden.
Die Eigenschaft biologisch abbaubar zu sein ist – wie erwähnt – nicht an die Herkunft des Materials geknüpft. So sind gleichwohl abbaubare Polymermaterialien auf Erdölbasis bekannt (beispielsweise viele Polyester), als auch andererseits Materialien biogenen Ursprungs, die nicht abbaubar sind (beispielsweise einige Cellulosederivate). Immer zu beachten ist, dass der biologische Abbau von bestimmten Umweltbedingungen abhängig ist (prominentestes Beispiel: Erdöl ist unter aeroben Bedingungen biologisch abbaubar, nicht jedoch im anaeroben Milieu; oder Polymilchsäure, die thermophil (ab etwa 50°C) aber nicht mesophil (bei 20°C) biologisch abgebaut wird). Somit ist an die Eigenschaft, biologisch abbaubar zu sein, nicht notwendiger Weise geknüpft, dass ein biologischer Abbau unter spezifischen Bedingungen auch tatsächlich stattfindet und sich ein Material in der Folge sowohl für die Kompostierung, als auch für die Vergärung zur Biogasgewinnung und zugleich für einen Abbau im Boden unter psychrophilen Bedingungen eignen muss.
Aus den vorigen Ausführungen ergibt sich weiters, dass es kein Material geben kann, das am besten abbaubar ist. Somit gibt es auch nicht „ein bestes“ Material für alle denkbaren Anwendungen und Verwertungsmöglichkeiten. So wie auch konventionelle Kunststoffe nicht gleichermaßen für alle Anwendungen optimal sind und es auch keinen „besten“ Kunststoff gibt. Vielmehr stellt sich ein Material oft erst im Praxistest als das im jeweiligen Fall am besten geeignete heraus. Physikalische Eigenschaften, wie etwa Festigkeit,
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Elastizität, Schmelzpunkt, Verschweißbarkeit, Wasserdampfdurchlässigkeit, Aramoschutz, optische Klarheit, aber auch subjektive sensorische Eindrücke, wie Empfindung beim Berühren, Geräusch beim Knittern, Geruch und ähnliche beeinflussen die Auswahl. Diese Eigenschaften sind durch Mischungen (Blends) oder Kombinationen in Verbundwerkstoffen, allenfalls aber auch durch Oberflächenmodifikationen in gewissen Grenzen beeinflussbar. Das gilt sowohl für konventionelle als auch für biogene oder biologisch abbaubare Materialien.
Mit den folgenden Begriffsdefinitionen wird versucht, den aktuellen Wissenstand zusammen zu fassen, so wie er von der überwiegenden Mehrzahl von Wissenschaftern, Materialherstellern, Interessensverbänden und zum Teil auch von Behörden eingeführt und gebraucht wird. Um das Wiederfinden in der internationalen Fachliteratur zu erleichtern, wird auch versucht, den gleichbedeutenden englischen Begriff (in Klammer) mit anzuführen. Synonym verwendete Begriffe sind durch Schrägstriche getrennt.
nachwachsende Rohstoffe (renewable primary products) sind aus Pflanzenbiomasse gewonnene Rohstoffe, die entweder direkt zur Energiegewinnung oder zur industriellen Veredlung zu verwendet werden. Unabhängig von deren weiteren Verarbeitung, einer Einmal- oder Mehrfachnutzung und dem Entsorgungs- oder Verwertungsweg trägt der letztendliche Abbau der aus dem kurzen Kohlenstoffzyklus stammenden Biomasse nicht zum Treibhauseffekt bei, ist also klimaneutral.
erneuerbare Ressourcen (renewable resources) wäre ein umfassenderer Begriff als nachwachsende Rohstoffe, da hierin auf die Möglichkeit hingewiesen ist, Biokunststoffe auch aus landwirtschaftlichen Reststoffen und Nebenprodukten zu erzeugen und nicht nur aus der Primärproduktion.
biogenes Material / Biopolymer (biopolymer) ist ein Material, ein Werkstoff oder ein Isolat aus Pflanzen, Tieren oder Mikroorganismen, welches mittels Verfahren gewonnen wird, welche die chemische Struktur des Materials nicht verändern. Also beispielsweise Holz, Stärke, Gelatine oder Poly-Hydroxybuttersäure (PHB). Siehe auch Tabelle 3-1.
Wichtig zu erwähnen ist in diesem Zusammenhang, dass die Gewinnung oder Aufbereitung des Biopolymers ohne chemische Modifikation vor sich geht (siehe nächsten Begriff). Bei der Zelluloseherstellung nach einem chemischen Aufschlussverfahren ist zwar der Wert bestimmende Teil, nämlich die Zellulose wahrscheinlich chemisch nicht verändert, doch ist sie mit Resten chemisch modifizierten Lignins behaftet. Zahlreiche Versuche haben inzwischen gezeigt, dass ein solcherart typisch teilabgebautes Lignin generell für den biologischen Abbau besser zugänglich ist, als das hoch vernetzte ursprüngliche Molekül. Dennoch ist von einem Anteil chemisch modifizierten Materials biogenen Ursprungs zu sprechen.
chemisch modifiziertes Biopolymer (chemically modified biopolymer) ist ein Material, ein Werkstoff oder ein Isolat aus biogenen Quellen, das infolge chemischer Modifikation in Aussehen, Eigenschaften und damit einher gehend in seinen biologischen Abbaueigenschaften verändert ist. Beispiele hierfür sind: Stärkederivate, Celluloseacetat, Cellulosenitrat, Hydroxymethyl-Cellulose, Chitosan. Die chemische Modifikation kann die Abbaubarkeit sowohl verbessern (beschleunigen) als auch verschlechtern (verlangsamen) oder gänzlich verhindern.
Begriffe – Die Notwendigkeit einheitlicher Bestimmung und Interpretation
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synthetisches Material / Polymer / Kunststoff (synthetic polymer / plastics) Es handelt sich um Materialien, zumeist um hochmolekulare Polymere, welche in dieser chemischen Struktur nicht von Pflanzen, Tieren oder Mikroorganismen gebildet werden. Beispiele hierfür wären etwa Polyvinylchlorid (PVC), Polyethylen (PE), Poly-Tetraflourethylen (PTFE), Polyester (Nylon).
Je nach der chemischen Grundstruktur und je nach Polymerisationsgrad können die Kunststoffe abbaubar, biologisch abbaubar oder sogar kompostierbar sein (siehe beispiele in Tabelle 3-1). Traditionelle Kunststoffe wurden jedoch in der Vergangenheit so entwickelt und in der Handelsform mit Additiven (vorwiegend Stabilisatoren zur Verhinderung des oxidativen oder Photoabbaus) versetzt, dass sie möglichst lange funktionell und stabil bleiben und sowohl der Verwitterung als auch dem biologischen Abbau den maximal möglichen Widerstand entgegen setzen.
Verwitterung (erosion) ist ein Vorgang der aufgrund der Umgebungsbedingungen zur Fragmentierung eines Materials oder Werkstoffs führt, dem zumeist eine chemische Veränderung (Oxidationsvorgang mit Aufspaltung kovalenter chemischer Bindungen) zu Grunde liegt und der von der Oberfläche ausgeht.
Vor allem im englischen Sprachraum ist es üblich geworden, daneben auch den Begriff „bio-erosion“ zu führen, der eine Verwitterung aufgrund der Aktivität von (Mikro-) Organismen beschreiben soll. Dies wird aber nicht einheitlich gemacht. Ohne Vorsilbe ist allerdings in der überwiegenden Mehrzahl eine Fragmentierung explizit nicht biologischer Ursache gemeint.
Fragmentierung (fragmentation) ist der physische Zerfall eines Materials oder Werkstoffs in kleinere Stücke. Weder die Ursache oder die zugrunde liegenden chemischen und physikalischen Vorgänge, noch die Größenverhältnisse und auch nicht die Zerfallsgeschwindigkeit sind damit definiert oder auch nur näher eingegrenzt.
Abbau (degradation) ist ein Summenbegriff, der viele unabhängig parallel oder abhängig sequentiell ablaufende chemische und physikalische Prozesse zusammenfasst, welche zu einem mit den menschlichen Sinnen wahrnehmbaren Verschwinden eines Materials oder Werkstoffes führt. Die dabei entstandenen Abbauprodukte sind durch den Begriff ebenso nicht näher definiert, wie die Mechanismen, die zum Abbau führen. Zumeist wird aber insofern eine chemische Veränderung des Materials erwartet, als die Abbauprodukte zumindest niedermolekularere Substanzen, im besten Fall die monomeren Bestandteile eines Polymers sind. Die Geschwindigkeit (der Stoffumsatz pro Zeiteinheit) oder die Charakterisierung der Endprodukte des Abbaus sind durch den Begriff ebenfalls nicht explizit festgelegt.
Als praktisches Beispiel wären hier Polyolefine (Polyethylen, Polypropylen, etc.) zu erwähnen, bei denen laut einer länger zurück liegenden Studie ein Abbau von rund 1% der Anfangsmasse innerhalb 30 Jahren nachgewiesen werden konnte. Obschon aufgrund dieser Ergebnisse das Polyethylen als abbaubar zu bezeichnen ist, so scheint es selbst ohne weiterer wissenschaftlicher Beweisführung für die Kompostierung nicht geeignet zu sein. Dies deshalb, weil mit dem Kompostierungsprozess subjektiv auch ein Zeitlimit
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gesetzt wird, wobei im Allgemeinen ein vollständiger Abbau innerhalb von Wochen oder einzelnen Monaten erwartet wird.
Vom Begriff Abbau sind lediglich Lösungsvorgänge (in Wasser oder Lösungsmittel) oder Änderungen des Aggregatzustands (Verdampfen) mit oder ohne zugleich stattfindender chemischer Veränderung ausgeschlossen.
physikalischer, chemischer, enzymatischer und biologischer Abbau ist ein Abbauvorgang, der eindeutig auf die jeweils als Eingrenzung angegebene Ursache zurückgeführt werden kann. Beispiele sind etwa: Strahlung, Oxidation, Hydrolyse.
Enzymatischer und biologischer Abbau sind insofern noch stärker eingeschränkt, als diese beiden Abbauprozesse im Allgemeinen nur in Gegenwart von Wasser und unter sonstigen Bedingungen stattfinden, wie sie Lebewesen für ihre Existenz (für Wachstum und Vermehrung) typischer Weise benötigen. Für einen biologischen Abbau werden Anwesenheit und Aktivität lebender Organismen unbedingt vorausgesetzt und es wird angenommen, dass diese Organismen Energie und Kohlenstoff zum Aufbau eigener Zellmasse aus dem Abbau des Materials gewinnen.
Damit ein biologischer Abbau auch tatsächlich statt findet ist neben der Eigenschaft, biologisch abbaubar zu sein, auch Bioverfügbarkeit erforderlich. Hauptsächlich der mikrobiologische Abbau unter typischen Umweltbedingungen wird häufig durch eine physische Trennung von Substanz und Organismus limitiert (zumeist infolge Inhomogenität und eingeschränkter Beweglichkeit der Organismen, aber auch bespielsweise infolge Absorption der abzubauenden Substanzen an die Bodenmatrix oder im Inneren von Bodenporen).
In diesem Zusammenhang ist anzumerken, dass der enzymatische Abbau weniger stark durch die Bioverfügbarkeit einer Substanz eingeschränkt wird und somit von (homogenisierten) Laborversuchen unter Einsatz von Enzymen nicht auf die biologische Abbaubarkeit in der Natur geschlossen werden darf.
Umweltabbau (environmental degradation) umfasst alle physikalischen, chemischen, enzymatischen und biologischen Abbauvorgänge, wie sie unter den jeweils gegebenen Umweltbedingungen stattfinden. Sie unterliegen typischer Weise keiner besonderen Hierarchie und laufen weitgehend unabhängig voneinander, zuweilen parallel nebeneinander ab. Die Abbaugeschwindigkeit bzw. die notwendige Zeit für einen vollständigen Abbau ist nicht im Begriff definiert.
Abbaugeschwindigkeit (degradation rate) ist der Massenumsatz beim Abbauvorgang je Zeiteinheit. Die Masse wird üblicher Weise immer auf die Anfangsmasse (das gesamte Material zu Abbaubeginn) bezogen und allenfalls auch in Prozent je Zeiteinheit dargestellt.
Anzumerken ist, dass die Abbaugeschwindigkeit sowohl bei physikalischen, als auch bei chemischen und biologischen Prozessen nicht über den gesamten Zeitraum hinweg konstant bleibt. Es gilt die übliche Monod-Kinetik. Je weniger Material noch verbleibt, desto geringer wird die Abbaugeschwindigkeit. Aus Abbaugeschwindigkeiten, die in Versuchen während der ersten Monate erreicht werden, darf keinesfalls auf den weiteren Abbauverlauf extrapoliert werden. Dies ist ein grundsätzlicher Fehler, der sehr häufig gemacht und sogar in der Fachliteratur publiziert wird.
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Abbaugrad (degree of degradation) beschreibt die Menge des infolge eines genannten Abbauvorganges innerhalb eines bestimmten Zeitraums abgebauten Materials. Die im Zuge des Abbaus entstehenden Endprodukte müssen nicht einheitlich sein, was insbesondere beim biologischen Abbau zu Schwierigkeiten bei der Quantifizierung von Labortests führt (siehe Bioassimilation).
Verschiedene Bestimmungsmethoden (siehe Kapitel Methoden) führen naturgemäß zu unterschiedlichen Angaben für das gleiche Material unter ansonst gleichen Bedingungen, je nachdem, ob beispielsweise das unveränderte, nicht abgebaute Material gemessen oder, wie im Falle des biologischen Abbaus eher üblich, die Menge gebildeter Abbauprodukte bestimmt wird. Heterotrophe Organismen, wie Bakterien, Pilze und Protozoen, welche typischer Weise den biologischen Abbau verursachen, verwenden einen Teil der organischen Substanz zur Energiegewinnung, einen weiteren Teil zum Aufbau zelleigener Biomasse (Wachstum) und setzen einen dritten Teil in Huminstoffe um. Bei der üblichen Messung von beispielsweise Kohlendioxid oder Methan zur Quantifizierung des Abbaugrades in einem Labortest kann also nicht selbstverständlich davon ausgegangen werden, dass der Masseanteil an gebildetem Abbauprodukt dem tatsächlich stattgefundenen Materialumsatz genau gleich zu setzen ist.
Wird in einem aeroben Abbauversuch während der Laufzeit beispielsweise 70% des Kohlenstoffs in Kohlendioxid umgesetzt, so kann das sowohl bedeuten, dass 100% des Materials abgebaut wurden (und somit 30% des Kohlenstoffs in neue Biomasse umgebaut wurden) als auch, dass nur 75% des Materials abgebaut wurden, also nur 5% in neuer Biomasse gebunden wurden und die restlichen 20% unabgebaut verbleiben. Durch alleinige Bestimmung des entstandenen Kohlenstoffdioxids lassen sich also der Verbleib des restlichen Kohlenstoffs und somit auch der tatsächlich erreichte Abbaugrad nicht beschreiben. Aber auch ein Umsatz zu 95% Kohlendioxid im Laborversuch sagt lediglich aus, dass das untersuchte Material biologisch abgebaut werden kann, jedoch nicht, wie viel dann unter realen Umweltbedingungen, beispielsweise in einer Kompostmiete, jeweils in Kohlendioxid, in Biomasse und zu Huminstoffen (Kompost) umgesetzt wird.
Auch der Umkehrschluss, dass nämlich bei 90 oder 95% erreichtem Umsatz eines Materials in Kohlendioxid keine Nebenprodukte und vor allem unter realen Kompostierungsbedingungen kein Humus aufgebaut wird, ist nicht zulässig. Beispielsweise ist frisches pflanzliches Material (etwa Obst oder Gemüse) erwartungsgemäß im Labortest innerhalb weniger Wochen zu annähernd 100% zu Kohlendioxid abbaubar. Dennoch ist in einer realen Kompostierung mit nur rund 50-70% Masseverlust zu rechnen wobei der verbliebene Rest sowohl aus unabgebautem Material als auch aus neu entstandener mikrobieller Biomasse und aus Huminstoffen besteht.
Ein wiederholt zu beobachtendes Verständnisproblem liegt in der Bewertung der Ergebnisse idealisierter Laborversuche als Grundlage für Aussagen des Materialverhaltens in einer Kompostierungsanlage. Mittels des Laborversuchs ist zu demonstrieren, dass ein Polymerwerkstoff, dass die chemische Verbindung von Mikroorganismen abgebaut werden kann und dass dabei keine Reste (z.B. einzelne Monomere) unabgebaut zurück bleiben. Somit ist analytisch ein annähernd 100%iger Stoffumsatz gefordert. In der Kompostierungsanlage herrschen diese idealen Bedingungen nicht. Ein Teil des Werkstoffs wird nicht zu Kohlendioxid, sondern zu neuer Biomasse und zu Huminstoffen umgesetzt. Verholzte Pflanzenteile verbleiben während einer Rotte zum Teil auch unabgebaut, sogar noch in Form und Struktur erkennbar zurück. Im Unterschied zu beispielsweise bunt gefärbten Kunststoffteilen, mindern
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sichtbare Pflanzenreste nicht den Qualitätseindruck des verkaufsfähigen Kompostes. Obschon also gemeinhin organische Substanz im Kompost verbleibt und einen großen Teil dessen Masse ausmacht, ist dies deshalb kein Mangel, weil aus Erfahrung anzunehmen ist, dass diese organischen Bestandteile während eines längeren Zeitraums im Boden letztlich vollständig abgebaut werden wird.
Materialauflösung (disintegration) umfasst die Vorgänge des Abbaus inklusive der Auflösung eines Materials oder Werkstoffs in Wasser oder Lösungsmittel.
Der Begriff wird im Zusammenhang mit kompostierbaren Produkten verwendet, um die Kompatibilität eines Produkts mit den üblichen Kompostierungsverfahren zu charakterisieren. Dabei wird die Veränderung eines Produkts (beispielsweise einer Folie oder einer Flasche) unter Kompostierungsbedingungen insgesamt betrachtet und der Rückstand an Produktteilen über Siebfraktionen während einer bestimmten Zeit quantifiziert. Es ist anzumerken, dass es sowohl seitens der Produkthersteller als auch seitens der Kompostanlagenberteiber in diesem Zusammenhang erwünscht ist, dass die Ursache der Materialauflösung in der biologischen Abbaubarkeit der Produktkomponenten liegt. Dies wurde auch gemeinschaftlich als Voraussetzung der Eignungsprüfung nach EN 13432 in der Norm so formuliert.
Mineralisierung (mineralisation) Der Begriff umfasst den Abbau eines Materials oder Werkstoffs infolge chemischer Veränderung bis hin zu den typischen Reaktionsprodukten der ursprünglich enthaltenen Elemente, also Wasser, Kohlendioxid, Stickstoff oder Ammonium und weitere mineralische Endprodukte. Die Ursache des Abbaus und die Art der chemischen Reaktion sind dabei nicht definiert, es können sowohl thermische (Verbrennung), chemische (Oxidation) als auch biologische (enzymatische) Vorgänge sein. Durch Vorsilben zum Begriff (Beispiel: Biomineralisierung) kann die Ursache eingegrenzt werden.
Bioassimilation (bioassimilation) umfasst im Unterschied zur Mineralisierung den Abbau eines Materials oder Werkstoffs und den Anabolismus der Abbauprodukte infolge der Aktivität lebender Mikro- und Makro-Organismen. Das ursprüngliche Material wird dabei notwendiger Weise chemisch verändert, dient es doch zum Aufbau neuer Zellmasse.
Aufgrund des Energiebedarfs heterotropher Zellen ist niemals eine vollständige Bioassimilation zu erwarten. Ein Teil der organischen Substanz des Materials oder Werkstoffs wird von den Organismen zur Energiegewinnung genutzt und dabei mineralisiert (siehe auch Abbaugrad). Das Verhältnis der mineralisierten zu den bioassimilierten Anteilen ist variabel und im Zuge des biologischen Abbaus von den Organismen, der chemischen Struktur der abzubauenden Substanz(en) und den Umweltbedingungen (Temperatur, Sauerstoff, Wasser, Verfügbarkeit von Mineralstoffen, pH-Wert, etc.) abhängig.
kompostierbar (compostable) Der Begriff hat sowohl eine umgangssprachliche, als auch eine wissenschaftliche Bedeutung und wird infolge dessen auch in beiden Bedeutungen gemischt gebraucht.
Die umgangssprachliche Bedeutung umfasst das beobachtbare Verschwinden eines Produkts und die Entstehung von Kompost während der typischen Kompostierungsdauer
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und ist, genau genommen, weitgehend mit dem wissenschaftlichen Begriff für Materialauflösung gleichzusetzen. Ob bei diesem Vorgang nun die ursprünglich im Produkt vorhandenen Polymermoleküle aufgespalten und durch Mikroorganismen weiter verwertet werden oder ob lediglich ein Zerfall in nicht mehr sichtbare kleine Partikel stattfindet, ist umgangssprachlich nicht weiter eingeschränkt.
Als wissenschaftlicher Begriff umfasst der Begriff „kompostierbar“ alle unter typischen Kompostierungsbedingungen ablaufenden Abbauvorgänge eines Materials, welche zur vollständigen Materialauflösung überwiegend infolge der biologischen Abbaubarkeit und infolge der Bioassimilation eines Produkts innerhalb der verfahrensüblichen Rottedauer führen. Inkludiert sind die Kompatibilität eines Materials (eines handelsüblichen Produkts) mit den technischen Anforderungen eines Kompostierungsprozesses und die Anforderung, dass der aus dem Abbau des Materials resultierende Kompost den auch sonst üblichen Qualitätsanforderungen entspricht. Die dafür erforderlichen Untersuchungen sind, samt Kriterien, in den derzeit verfügbaren Normenwerken zur Charakterisierung abbaubarer Materialien ausführlich spezifiziert (siehe beispielsweise EN 13432). Der Norm entsprechende Materialien dürfen laut EU-Verpackungsverordnung als kompostierbar bezeichnet und gekennzeichnet werden (siehe Kapitel: Kennzeichnung).
vergärbar (digestible) Unter einem vergärbaren Material ist, analog zur Kompostierbarkeit, die Kompatibilität eines Materials mit dem anaeroben Vergärungsprozess zu verstehen. Obschon bezüglich der an eine Verpackung gestellten Anforderungen die gleiche Philosophie gilt, so sind die Anforderungen in der EN 13432 im Unterschied zur Kompostierbarkeit jedoch weitaus weniger genau spezifiziert.
mit Bioabfall verwertbar (suitable for organic recovery) Dies ist der Summenbegriff, der alle erforderlichen Materialeigenschaften umfasst, die eine Kompostierung oder Vergärung als Verwertungsmöglichkeit für biologisch abbaubaren Abfall (Biomüll und andere biologisch abbaubare Materialien) erlauben.
Fachlich ist der Begriff identisch mit den Begriffen „kompostierbar“ und „vergärbar“. Ist ein Werkstoff bzw. ein Produkt aufgrund seiner Zusammensetzung kompostierbar, das heißt, löst sich der Gegenstand unter Kompostierungsbedingungen innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne auf und passiert diese Materialauflösung aufgrund des biologischen Abbaus der chemischen Verbindungen, aus denen sich das Material zusammensetzt, finden weiters keine Beeinträchtigung des Kompostierungsverfahrens und keine Minderung der Kompostqualität statt, so ist das Material bzw. das Produkt als „mit Bioabfall verwertbar“ einzustufen.
Rechtlich wird, beispielsweise laut Österreichischer Kompostverordnung, eine Unterscheidung getroffen. So sind Materialien von der gemeinsamen Verwertung in der Biotonne ausgeschlossen, sofern die Rohstoffe nicht vollständig aus biogenen Quellen bezogen wurden. Obschon diese Argumentation aus umweltpolitischem Hintergrund verständlich erscheint, so begründet sie sich letztlich nicht auf fachlichen Argumenten.
Weitere Erklärungen siehe im Kapitel Methoden.
Materialien
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3 MATERIALIEN
3.1 Allgemeines zur Abbaubarkeit
Die hier angeführten Daten stellen einen Querschnitt derzeit öffentlich verfügbarer Informationen dar, ergänzt durch einige nicht publizierte Ergebnisse aus früher am IFA-Tulln durchgeführten Versuchen. Während die aerobe biologische Abbaubarkeit von Werkstoffen fast immer sehr ausführlich beschrieben und belegt ist, sind Daten über die anaerobe Abbaubarkeit eher rar in der Literatur zu finden.
Die Dissertation van der Zee (1997) enthält die bislang umfangreichste Sammlung an Abbaudaten für biologisch abbaubare Polymere. Die weitere Unterteilung erfolgte nach Testsystemen (vom enzymatischen Abbau bis hin zu Praxistests) und gibt Literaturzitate an. Vor allem Biopolymere (wie Zellulose, Stärke etc.) und viele ihrer Derivate werden dort neben der aeroben auch hinsichtlich ihrer anaeroben Abbaubarkeit zitiert.
Im Rahmen der Dissertation Link (unveröffentlicht) wurden, neben vielen Untersuchungen zum aeroben Abbau, insgesamt sechs Werkstoffe auch hinsichtlich ihrer anaeroben Abbaubarkeit untersucht und die Abbauraten mit jenen aus den aeroben Versuchen verglichen. Es zeigte sich, dass zwei Werkstoffe, welche unter Zumischung von Stärke oder Zellulose hergestellt waren, anaerob insgesamt niedrigere Abbauraten erreichten als bei der Kompostierung. Polyester, Polyester-PCL-Blend und LDPE führten zu keiner nennenswerten Biogasproduktion, während PHB einen deutlichen anaeroben Abbau zeigte, der ähnlich der Abbaurate in der Kompostierung lag.
Im Endbericht des EU-Projekts „Labelling biodegradable products“ (SMT4-2187, 2002) sind aerobe Abbauraten für mehrere Produkte angeführt.
Zwei dieser Produkte (1: Blend aus PCL und Stärke; 2: Polyester) wurden auch einem anaeroben Abbauversuch unterzogen, mit dem Ergebnis, dass diese signifikant geringere Abbauraten aufwiesen als im aeroben Abbauversuch (die genauen Ergebnisse waren nicht im Dokument enthalten). Die Autoren kommen zum Schluss, dass eine direkte Übertragbarkeit von aus aeroben Tests erhaltenen Ergebnissen auf anaerobe Verhältnisse nicht gegeben ist.
3.2 Produktlisten, Polymere, Biopolymere
DIN-CERTCO führt als derzeit einzige Europäische Institution öffentliche Listen mit Namen und Adressen von Herstellern biologisch abbaubarer Werkstoffe, inklusive Namen der Produkte, welche den Anforderungen der EN 13432 genügen und dies zertifiziert bekamen (siehe Weblink). Auch die Hersteller selbst und die bekannten Interessensvertretungen verweisen generell auf die DIN-CERTCO Liste, welche auch tagesaktuell abrufbar ist.
Als weitere Quelle kann auf eine aktuelle Studie (Windsperger, 2006) verwiesen werden, in der Rohstoffe, Hersteller und Produkte mit jeweiligem Handelsnamen angeführt werden.
Materialien
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In Tabelle 3 sind aktuell am Markt gehandelte Biopolymere und synthetische Polymere angeführt, inklusive Herstellerangaben und, sofern verfügbar, auch inklusive Angaben zum anaeroben biologischen Abbau. Sofern ein aerober aber kein anaerober Abbau möglich ist, sollte bedacht werden, inwieweit die aerobe Stabilisierungsstufe, welche oft einem anaeroben Vergärungsschritt nachgeschaltet ist, dennoch zu einem vollständigen Abbau oder zumindest zur vollständigen Materialauflösung führen kann und somit die zu erwartende Kompostqualität dennoch nicht beeinträchtigt.
TABELLE 3-1: ABBAUEIGENSCHAFTEN HANDELSÜBLICHER BIOPOLYMERE UND EINIGER IHRER DERIVATE Diese sind abgeleitet aus der letzten als Gesamtdokument erschienenen DIN-CERTCO Liste vom Dezember 2004 und aus anderen Literaturdaten. Die Angabe ja/nein bei der Abbaubarkeit (eigentlich Kompostierbarkeit und Vergärbarkeit) bezieht sich auf die Kompatibilität mit üblichen Kompostierungs- oder Vergärungsverfahren. Bei Antwort „nein“ erfolgt in manchen Fällen ein vollständiger Abbau über einen längeren Zeitraum.
Abbaubarkeit Isolat bzw. Derivat Beispiel(e) für Produkt(e) aerob anaerob Stärke geschäumte Tassen, Besteck ja ja Cellulose Papier und Karton ja ja Lignin Beschichtungen ja nein Chitin Folien, Verkapselungen ja ja Chitosan Beschichtungen, Folien ja ja Proteine Kollagen (Gelatine), Zein, Gluten ja ja Stärke-Ester Verpackungen, Beschichtungen ja ja Cellulose-Acetat Folien (Wursthaut) ja* ja Cellulose-Nitrat Folien und Fasern nein nein PHB (Polyhydroxybuttersäure) Verpackung, Beschichtungen ja ja PHV (Polyhydroxyvaleriansäure) Verpackung, Beschichtungen ja ja Holz (Sägespäne, Holzschliff) Spritzguss-Formteile ja ja Poly-Isoprene Gummi nein nein PCL (Polycaprolacton)** Folien, Beschichtungen ja nein PLA (Polymilchsäure)** Folien, Verpackungen ja*** -
* Die Abbaubarkeit ist stark vom Grad der Derivatisierung abhängig (Fritz, 1999). ** Milchsäure als Rohstoff für diese Polymere kann sowohl durch Fermentation von Kohlenhydraten als
auch aus Erdöl hergestellt werden. *** PLA ist nur unter thermophilen Bedingungen (über ca. 50°C) abbaubar, weil eine abiotische, thermische
Hydrolyse vor einer mikrobiellen Verwertung erforderlich ist (Fritz, 1999).
In einigen Literaturstellen finden sich auch Untersuchungsergebnisse von gemischten Produkten (Blends), wo zwei oder mehrere Polymere entweder gemeinsam extrudiert (homogene Mischung) oder in Form eines Schicht-Laminats (Verbund) als Produkt angeboten werden. Auf eine separate Darstellung dieser Ergebnisse kann hier verzichtet werden, zumal sich die gesamten Abbaueigenschaften dann jeweils nach denen der am langsamsten abbaubaren Komponente richteten (Gesetz des schwächsten Glieds der Kette).
Abbildung 3-1 zeigt eine grundsätzliche Systematik der biologisch abbaubaren Polymere hinsichtlich ihrer stofflichen und Prozessherkunft.
Materialien
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Biologisch abbaubare Polymere
aus nachwachsendenRohstoffen
pflanzlicherUrsprung
aus fossilenRohstoffen gemischte BAW
durch Mikro-organismen
tierischerUrsprung
StärkeStärkederivate
Polyhydrox-fettsäuren(PHB, PHV)
Chitin
Collagen
Polyhymilch-säure(PLA)
CelluloseCellulose-derivate
Lignin
Mischungen
Polycapro-lacton
Polyester-amid
Copolyester
Plyvinyl-alkohol
tierischerUrsprung
Stärke / petrochem. Ursprungl t
ABBILDUNG 3-1: SYSTEMATISCHE EINTEILUNG DER BAW (AUS MACKWITZ & STADLBAUER, 2001)
3.3 Handelsübliche Produkte, Applikationen
Am Markt angebotene biologisch abbaubare Produkte oder Artikel aus biogenen Materialien sind hinsichtlich ihrer vorgesehenen Anwendung grundsätzlich einer von drei Kategorien zuzuordnen:
!"Verpackung (mit Kennzeichnung) !"Landwirtschaftliche Produkte (auch ohne Kennzeichnung) !"Gebrauchsgegenstände & Gimmicks
Es ist nicht möglich und es wäre auch fachlich nicht begründbar, einem Polymerwerkstoff eine bestimmte Applikation zuzuordnen. Die Auswahl der Werkstoffe erfolgt vorwiegend aufgrund ihrer mechanischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften und allenfalls aufgrund ihres Marktpreises (Kalbe & Koch, 1995; Witt et.al., 1995).
Da es möglich ist, die Eigenschaften von Folien durch Zusatz von Additiven und Hilfsstoffen, aber auch durch Anwendung von Schicht-Verbunden in weiten Bereichen zu steuern, kommen somit fast alle Polymertypen für fast alle Anwendungen in Frage. Einschränkungen gibt es lediglich hinsichtlich der gewünschten Mindesthaltbarkeit, wie etwa bei Einwegbechern für Heißgetränke oder bei Agrarfolien. In beiden Fällen ist ein vorzeitiger Abbau oder auch nur der Verlust der mechanischen Stabilität unerwünscht.
Die Rohstoffe zur Herstellung biologisch abbaubarer Werkstoffe können in allen Fällen aus nachwachsenden Quellen stammen. Aus Kostengründen werden aber bestimmte Polymere bzw. deren Grundbausteine im großtechnischen Maßstab überwiegend aus Mineralöl hergestellt. Dies betrifft überwiegend alle gängigen Polyester und zumindest
Materialien
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einen Teil der aus Milchsäure hergestellten Polymere PLA und PCL. Aufgrund der Verfügbarkeit günstigen Rohrzuckers und der in den letzten Jahren deutlich verbesserten biotechnologischen Herstellung von Milchsäure nimmt der Marktanteil an nicht aus Mineralöl hergestellter Milchsäure und damit auch der Anteil nachhaltig produzierter PLA deutlich zu. Stärke, Cellulose, Holzschliff und ähnliche biogene Materialien finden zunehmend Anwendung in biologisch abbaubaren Verpackungsmaterialien. Biotechnologisch produziertes PHB wurde in den Jahren 1990 bis etwa 2002 von Monsanto (ICI) vertrieben, ist inzwischen aber wieder nahezu vollständig vom Markt verschwunden.
Die nachfolgende Tabelle gibt eine Übersicht über Biopolymere und Biokunststoffe und deren Hersteller.
TABELLE 3-2: ÜBERSICHT ÜBER MARKTEINGEFÜHRTE BIOLOGISCH ABBAUBARE KUNSTSTOFFE
Erdölbasis! Hersteller (Handelsname)! Anwendungen!
Polyester (bestimmte Typen) ! BASF (Ecoflex) Folie, Spritzguss !
Polyvinylalkohole! diverse! Folie!
! ! !
Pflanzliche Basis! Hersteller (Handelsname)! Anwendungen!
Stärke, Stärkewerkstoff, Blends !
Novamont (MaterBi)Rodenburg (Solanyl)Plantic Technologies Biop !
Folie, Spritzguss, Extrusion!
Polyhydroxyalkanoate (PHA)!Kaneka Metabolix Mitsubishi!
Spritzguss!
Polymilchsäure (PLA) ! NatureWorks PLA Hycail ! Folien, Spritzguss !
Cellulose (-acetate)! Innovia Films (NatureFlex)FKuR ! Folien!
Testverfahren und Methoden zur Bestimmung der biologischen Abbaubarkeit
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4 TESTVERFAHREN UND METHODEN ZUR BESTIMMUNG DER BIOLOGISCHEN ABBAUBARKEIT
Zur Bestimmung der biologischen Abbaubarkeit sind für alle üblichen Umweltbedingungen jeweils mehrere standardisierte Methoden verfügbar. Die Aussagen dieser Untersuchungsergebnisse wurden von zumindest einer internationalen und zwei nationalen Normierungsinstitutionen in eigenen Übersichtsnormen, so genannten Testschemata, zusammengefasst. Die derzeit aktuellsten Institutionen, die sich mit biologisch abbaubaren Materialien befasst haben sind:
!"CEN (European Comitee for Standardization) - Einzeltests und Testschema !"ISO (International Standardisation Organisation) - nur Einzeltests !"OECD (Organisation for Economic Co-operation and Development) - nur
Einzeltests !"DIN (Deutsches Institut für Normung) - Einzeltest und Testschema !"ASTM (American Standardisation of Testing and Materials) - Einzeltests und
Testschema Zunächst muss grundsätzlich zwischen der Prüfungen auf Werkstoffebene und jenen auf Produktebene unterschieden werden:
Test nach anerkannten Normen (1. Schritt) Zertifizierung und Kennzeichnung (2. Schritt)
Untersuchung durch akkreditierte Zertifizierung durch DIN Certco Testinstitute EU-akkredidiertes Zertif izierungsinstitut
M aterial 1Test der
Werkstoffe
nach DIN
EN 13432
M aterial 2
M aterial 3
Inhalt
Fertiges Produkt(Querschnitt)
Verpackungsprodukt(Querschnitt)
Report 1
Report 2
Report 3
ProduktZertifizierung
Expertenbescheid anhand der Test-berichte und expliziter Prouktbeschreibung
"nachw eislichkompostierbar"
Kennzeichnung
ABBILDUNG 4-1: SCHEMA DER WERKSTOFF- UND PRODUKTPRÜFUNG (QUELLE: HTTP://WWW.EUROPEAN-BIOPLASTICS.ORG)
Im CEN arbeiten zwei Arbeitsgruppen an der Erstellung von Arbeitsmethoden und Testschemata, nämlich die CEN TC261 SC4 WG2 (biologisch abbaubare Verpackung) und die CEN TC249 WG9 (biologisch abbaubare Kunststoffe). Die Unterschiede liegen zum Teil in der Auswahl von Materialien (beispielsweise sind spröde Materialien mit dunkler Eigenfärbung als Verpackung oft ungeeignet) und auch in der Auswahl von Umweltbedingungen, unter denen ein biologischer Abbau stattfinden kann. So wird allgemein angenommen, dass
Testverfahren und Methoden zur Bestimmung der biologischen Abbaubarkeit
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!"kompostierbare Verpackungen in der Biotonne gesammelt und mittels Kompostierung oder in der Biogasanlage verwertet werden,
!"während andere Kunststoffe auch im Boden, im Meer oder in Sedimenten enden und unter den dort üblichen Bedingungen, zumeist über einen längeren Zeitraum hinweg abgebaut werden.
Inhaltliche Unterschiede zwischen den Dokumenten der verschiedenen Normungsinstitutionen sind sowohl bei den Einzeltests als auch bei den Testschemata oft nur minimal. Die grundsätzlichen Schritte zur Einstufung eines Produkts als kompostierbar sind in der genannten Reihenfolge jedoch immer gleich, nämlich:
1. Theoretische Evaluierung der grundsätzlichen Möglichkeit eines biologischen Abbaus aufgrund der chemischen Zusammensetzung sowie der Polymerstruktur aller Einzelteile des Produkts. Zusätzlich allenfalls chemische Analyse der Gehalte an Schwermetallen und organischer Substanzen mit bekannt toxischer Wirkung.
2. Bestimmung der biologischen Abbaubarkeit des gesamten Produkts oder aller Einzelkomponenten separat mit Quantifizierung über den biologischen Sauerstoffverbrauch, über die Freisetzung von Kohlendioxid oder über die Bildung von Methan. Durch die Methodenwahl und die Testbedingungen muss sichergestellt werden, dass jeglicher beobachteter Abbau ausschließlich aufgrund der Aktivität von Mikroorganismen erfolgt. Der Abbautest darf deswegen auch wahlweise unter realen oder unter idealen Bedingungen durchgeführt werden. Die vollständige Dokumentation des Verbleibs des organischen Kohlenstoffs (Kohenstoffbilanz) wird in der Praxis insbesondere bei Substanzen gefordert, wo die Stufe 1 der Evaluierung Zweifel an der vollständigen Abbaubarkeit ergeben hat.
3. Bestimmung der Materialauflösung unter realen oder simulierten Kompostierungsbedingungen mit quantitativer Auswertung über den Gewichtsverlust der verbleibenden Teile (Siebrückstand). Aufgrund der Vorbedingungen in der Stufe 2 ist sicher gestellt, dass die Matertialauflösung nicht alleine aufgrund physikalischer Eigenschaften (Lösen, Schmelzen), sondern aufgrund der biologischen Abbaubarkeit des Materials/der Materialien erfolgt.
4. Analyse der Qualität des Kompostes, welcher aus dem Materialauflösungsversuch stammt über eine Auswahl chemischer, physikalischer und biologischer Parameter. Hierbei ist insbesondere jegliche Verschlechterung im Vergleich zur Qualität des Kompostes ohne Materialzusatz als Ausschlusskriterium zu werten.
Obschon der Umfang der vorgeschriebenen Analysen zwischen den einzelnen Normenwerken variiert, so bezeichnen doch alle den Kompost als Produkt, welches bestimmten Qualitätskriterien zu entsprechen hat, um einerseits auf einem Markt einen entsprechenden Preis zu erzielen und um andererseits langfristige die Fruchtbarkeit landwirtschaftlicher Böden nicht zu beeinträchtigen. Die Qualität darf keinesfalls durch die gemeinsame Kompostierung von Bioabfall und abbaubaren Materialien verschlechtert werden.
Auch in diesem Zusammenhang kommt der Unterscheidung der Begriffe „abbaubar“, „biologisch abbaubar“ und „kompostierbar“ große Bedeutung zu. Mit letzterem ist (in der EN 13432) immer die Eignung eines Materials (eines Polymerprodukts) zur gemeinsamen Sammlung und Verwertung mit Bioabfall gemeint.
Als Einschränkung ist anzumerken, dass die Testschemata, egal ob sie nun von internationalen oder nationalen Gremien erstellt wurden, immer die aerobe
Testverfahren und Methoden zur Bestimmung der biologischen Abbaubarkeit
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Verwertungsschiene (Kompostierung) genauer betrachten, jedoch keine oder nur vage Richtlinien für die anaerobe Verwertung (Vergärung) definieren.
Dennoch ist es die erklärte Absicht der Testschemata, jene Materialien, deren Abbau zu langsam verläuft und jene Produkte, deren Materialauflösung innerhalb einer Rotte nicht abgeschlossen ist, von der Kennzeichnung „kompostierbar“ auszuschließen. Dies sollte dann auch eine gemeinsame Sammlung mit Bioabfall unterbinden.
Zwei Beispiele zur Verdeutlichung:
1. Ein Verbundmaterial sei aus mehreren Schichten aufgebaut, etwa einer Polymerfolie, einer dünnen Aluminiumschicht und einer Kartonschicht. Während der Karton und eventuell auch das Polymer biologisch abbaubar sind, bleibt die geringe Menge Aluminium eventuell aufgrund der limitierten Messgenauigkeit biologischer Testsysteme unentdeckt. Im Materialauflösungstest jedoch wird die Folie sichtbar und das Produkt fällt durch.
2. Ein Blend aus Polyethylen und Stärke würde im Materialauflösungstest ausreichend rasch in so kleine Partikel zerfallen, dass es den (Kompostierungs-)Test besteht. Jedoch wäre schon im vorangegangenen Schritt (2) gezeigt worden, dass der Polyethylenanteil nicht ausreichend biologisch abbaubar ist.
Die vergleichende Bestimmung der Kompostqualität mittels normierter Methoden ist aufgrund langjähriger Erfahrungen einfach durchzuführen und unerwünschte Einflüsse können mit großer Sicherheit nachgewiesen werden. Die Bestimmung der biologischen Abbaubarkeit hingegen ist problematisch, zumal die in den Testschemata zitierten Methoden ursprünglich nur für den aquatischen Abbau von gelösten Substanzen (Abwasserreinigung) optimiert wurden.
4.1 Einzelmethoden und ihre Einflussparameter
Nicht in Wasser lösliche Materialien oder sperrige Polymerprodukte können einem standardisierten Abbautest kaum ohne Vorbehandlung zugeführt werden. Das zu erwartende Ergebnis kann auch, in gewissen Grenzen, durch den Grad der Zerkleinerung und das Prozedere, mit dem das Material über die Testdauer suspendiert gehalten wird, beeinflusst werden. Zumindest die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse leidet unter unpassender Probenvorbereitung bzw. Testadaption. In weiterer Folge hat ein bestandener Kompostierungstest bestenfalls orientierenden Charakter für den zu erwartenden Abbau in einem Ackerboden.
Aus praktischen Versuchen hat sich ergeben, dass insbesondere jene Abbautests, in denen mit erhöhtem Anteil an Biomasse oder generell erhöhtem Trockensubstanzgehalt gearbeitet wird, die am besten reproduzierbaren und wissenschaftlich glaubwürdigsten Ergebnisse liefern. Aus diesem Grund führen die Testschemata Listen mit geeigneten (empfohlenen) Arbeitsmethoden. Um dem wissenschaftlichen Fortschritt nicht entgegen zu stehen, sind die Listen jedoch nicht mandativ.
Die Abbautests haben zumeist zum Ziel, die Aufspaltung von Makromolekülen des zu untersuchenden Materials infolge mikrobieller Aktivität zu demonstrieren. Aus diesem Grund wurden in der jüngeren Vergangenheit auch zahlreiche Varianten entwickelt, die eine weiter gehende analytische Untersuchung des Testansatzes zu verschiedenen
Testverfahren und Methoden zur Bestimmung der biologischen Abbaubarkeit
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Zeitpunkten erlauben. So ist es beispielsweise äußerst schwierig, die Bildung toxischer Metaboliten des mikrobiellen Katabolismus aus einer typischen, heterogenen Kompostmatrix analytisch nachzuweisen. Die Vielzahl organischer Verbindungen und deren rascher Wechsel infolge Auf- und Abbauvorgängen macht eine reproduzierbare Bestimmung nahezu unmöglich. Viel leichter fällt es, die im Zuge des Abbaus allenfalls gebildeten Zwischen- und Endprodukte aus einer weitgehend synthetischen Matrix zu extrahieren und zu bestimmen. Der Einsatz eluierter Mikroorganismen auf mineralischen Trägermaterialien (z.B. Vermiculit) für Kompostierungstests oder stark vereinfachte aquatische Methoden (z.B. der modifizierte Sturmtest) werden daher sehr häufig und auch mit Erfolg für Detailbetrachtungen des Abbauvorgangs parallel zur quantitativen Bestimmung des Abbaugrades eingesetzt.
TABELLE 4-1: DIE BEDEUTENDSTEN NORMMETHODEN ZUR BESTIMMUNG VON BIOLOGISCHER ABBAUBARKEIT UND MATERIALAUFLÖSUNG.
Testtyp Norm Temp. Messparameter für Polymere geeignet
Aquatisch, aerob OECD 301A oder E 20°C DOC-Abnahme nein Aquatisch, aerob OECD 301F, EN 14048 20°C O2-Verbrauch bedingt Aquatisch, aerob OECD 301B, EN 14047 20 - 35°C CO2-Bildung ja Laborkompostierung EN 14046 58°C CO2-Bildung ja Bodenabbau ISO 11266 20°C CO2-Bildung ja Aquatisch, anaerob ISO 11734 35°C CH4-Produktion bedingt Aquatisch, anaerob ISO 15985 35°C CH4-Produktion ja Materialauflösung EN 14045 65°C Siebrückstand ja
In den Testschemata sind neben den bevorzugt zu verwendenden Methoden auch Einschränkungen für die Testbedingungen (beispielsweise Temperaturober- und -untergrenzen) und eine klare Festlegung der maximalen Testdauer definiert. Wäre insbesondere die Dauer nicht strikt geregelt, so wäre ja im Extremfall sogar Polyethylen als geeignetes Material für die Kompostierung einzustufen
Dennoch gibt keines der Testschemata Anweisungen hinsichtlich der Analyse des Verbleibs des organischen Kohlenstoffs. Es gibt also keine verbindliche Notwendigkeit zur Bestimmung des Zuwachses an Biomasse. Die zu erreichenden Abbaugrade sind einzig über die freigesetzten Mengen an Kohlendioxid bzw. Methan definiert.
Als weitere Grundregel gilt, dass nur solche Methoden eingesetzt werden sollen, die bestmöglich jene Bedingungen simulieren, die bei der Verwertung oder als Umweltbedingungen im Zuge der Verwendung abbaubarer Produkte zu erwarten sind. So ist für Verpackungsmaterial, das über die Biotonne gesammelt werden soll, ein Kompostierungstest vorzuziehen, während für Pflanzenfolien eher ein Bodenabbautest relevant erscheint.
4.2 Testkriterien
Die Testschemata legen die zu erfüllenden Kriterien fest, welche von biologisch abbaubaren Materialien zu erfüllen sind, um eine Kennzeichnung zu erhalten. Diese Kriterien sind für das Schema der EN 13432 in Tabelle 4-2 zusammengefasst.
Testverfahren und Methoden zur Bestimmung der biologischen Abbaubarkeit
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TABELLE 4-2: DIE IN DER EN 13432 DEFINIERTEN KRITERIEN, WELCHE EINE ALS BIOLOGISCH ABBAUBAR GEKENNZEICHNETE VERPACKUNG ZU ERFÜLLEN HAT.
Stufe Kriterien der EN 13432
1.
keine toxischen Substanzen weniger als 50% anorganische Inhaltsstoffe maximal 50% der in Kompost (nationale Kriterien) erlaubten Konzentrationen an Schwermetallen
2. zumindest 90% des organischen Kohlenstoffs innerhalb von maximal 6 Monaten zu CO2biologisch abbaubar keine Untersuchung chemisch nicht modifizierter Naturstoffe notwendig
3. die Siebfraktion größer 2 mm enthält weniger als 10% des ursprünglichen Materials
4. nationale Qualitätsstandards Ökotoxizitätstests zur Qualitätskontrolle
Während die Anforderungen für die Testung in den Stufen 1 bis 3 eher genau definiert sind, erscheint die Charakterisierung der aus dem Abbau resultierenden Kompostqualität eher ungenau spezifiziert. Da zum Zeitpunkt der Erstellung der EN 13432 keine Europäische Norm zur Definition der Kompostqualität verfügbar war, wurde hier auf nationale Bestimmungen verwiesen. Dies ist soweit in Ordnung, doch erscheinen Vergleiche von Einzelparametern, wie etwa pH-Wert oder pflanzenverfügbare Anteile an Mineralstoffen, hinsichtlich der Beurteilung einer Qualitätsbeeinflussung wenig sinnvoll.
Kennzeichnung und damit verbundene Fragen
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5 KENNZEICHNUNG UND DAMIT VERBUNDENE FRAGEN
5.1 Fachliche Grundlagen
In Europa werden Materialien, die organisch verwertbar sind, derzeit von zwei Institutionen zertifiziert. Diese sind:
!"Vinçotte (früher: AIB Vinçote), Brüssel !"DIN-CERTCO, Berlin
Beide Institutionen zertifizieren die Übereinstimmung der Eigenschaften eines Produkts (das eventuell auch aus mehreren Materialien im Verbund besteht) mit der Europäischen Norm EN 13432. Vinçotte zertifiziert darüber hinaus auch nach Kriterien für die Eigenkompostierung, einer nationalen Belgischen Verordnung folgend (siehe auch Abbildung 5-2, rechts). Damit soll sichergestellt werden, dass nur Verpackungen, die sich zur gemeinsamen Sammlung und Verwertung mit Bioabfall eignen, für Konsumenten einheitlich kenntlich sind.
Vinçotte und DIN-CERTCO sowie weitere international existierende Logos sind in Abbildung 5-1, Beispiele der praktischen Verwendung in Abbildung 5-2 dargestellt.
DIN-Certco, Deutschland Vinçotte OK compost und OK bio-degradable Labels, Belgien
Finnland Norwegen
ASTM ; USA Finnischer und Norwegischer „Apfel“
Japan
ABBILDUNG 5-1: LOGOS FÜR BIOLOGISCH ABBAUBARE VERPACKUNG, ZERTIFIZIERT DURCH DIN-CERTCO (OBEN LINKS), VINÇOTTE (OBEN RECHTS), ASTM, USA (UNTEN LINKS), FINNLAND UND NORWEGEN (UNTEN MITTE) UND JAPAN (UNTEN RECHTS)
Kennzeichnung und damit verbundene Fragen
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ABBILDUNG 5-2: BEISPIELE FÜR PRAKTISCHE ANWENDUNGEN DES LOGOS „KOMPOSTIERBAR“ AUF TRAGTASCHEN IM RAHMEN DES MODELLPROJEKTS KASSEL (LINKS) UND DES LOGOS OK-COMPOST-HOME AUF EINEM HANDELSÜBLICHEN OBSTSACK (RECHTS).
5.2 Bekanntheit in der Öffentlichkeit
Mit Ausnahme von intensiv betreuten und kommunizierten Pilotprojekten zur Einführung von bioabbaubaren bzw. kompostierbaren Verpackungen ist der Bekanntheits- bzw. Wiedererkennungsgrad derselben als gering einzustufen. Genau hier setzt auch Kritik an, denn eine breite und einheitliche Interpretation in der Öffentlichkeit über die Bedeutung des Keimlings fehlt. Eine länger dauernde Erfahrung im Umgang mit den Kennzeichen liegt demnach nicht vor und somit dürfen aus der bloßen Existenz der Kennzeichnungen keineswegs Mutmaßungen über erzielbare Trefferquoten bzw. Fehlwürfe aus anderem Verpackungsmaterial abgeleitet werden. Die Konsumenten sehen sich einer Vielzahl, zum größten Teil nicht zertifizierter Kennzeichnungen gegenüber und können aus der Gestaltung eines Symbols nicht auf dessen Bedeutung und somit auch nicht auf den korrekten Umgang mit einem abbaubaren Produkt rückschließen.
Insbesondere im Modellprojekt Kassel wurde eindringlich demonstriert, dass eine Informationskampagne vorab und auch parallel zur breiten Einführung biologisch abbaubarer Verpackung notwendig ist. Erreicht eine solche Kampagne die Verbraucher adäquat, kann davon ausgegangen werden, dass sich das Sammel- bzw. Mülltrennverhalten der Bevölkerung zumindest temporär sogar verbessert.
Die Betonung liegt hier auf temporär, da die meist positiven Ergebnisse hinsichtlich Trennverhalten und Wiederkennung/Interpretation der Produktinformation bisher nur in aus intensiv und überproportional PR-seitig betreuten Projekten und nicht aus Langzeit-Praxisbeobachtungen – sozusagen unter Alltagsbedingungen – vorliegen.
Daher hier noch einige grundsätzliche Anmerkungen zur Kennzeichnungsfrage: Kennzeichnung ist Information, Aufklärung des Verbrauchers (Nutzers) über Herkunft, Qualität, Verwendung und Verwertung/Entsorgung des Produktes, dem er am Marktplatz begegnet. Indirekt ist mit diesen Botschaften eine Werbung im klassischen Sinne verbunden. Im Falle von umweltbezogenen Labels ist die Höherwertigkeit des Produktes
Kennzeichnung und damit verbundene Fragen
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im Sinne der Erfüllung von Nachhaltigkeitskriterien implizit enthalten. Die Werbebotschaft lautet: Ich bin besser für die Welt, für dich, deine Kinder etc..
Das wesentliche Problem im Bereich der Biokunststoff-Produkte ist die undifferenzierte Vermengung von zwei voneinander vielfach unabhängigen Kriterien:
!"der biologischen Abbaubarkeit unter standardisierten Umweltbedingungen !"der Herkunft der Rohstoffe aus kurzen Kohlenstoffkreisläufen (Pflanzenbiomasse)
anstatt aus Erdöl Biologisch abbaubare Polymere, welche den Abbaubarkeits- oder Kompostierbarkeitsstandards genügen, lassen sich zur Gänze auf Basis petrochemischer Grundchemikalien herstellen. Einen wesentlichen Beitrag zum Klimaschutz (Verbesserung der CO2 Bilanz) leisten sie jedoch nicht.
Die heute verfügbaren Verpackungsmaterialien - v.a. im Folienbereich – haben einen petrochemischen Anteil zwischen 100 und 10%. Sofern diese Tatsache in der Zertifizierung und der Auszeichnung keine Berücksichtigung findet und ausschließlich mit der „Kompostierbarkeit“ geworben wird, wäre in der Folge nach einer alternativen Kennzeichnung zu suchen, die auch die Nachhaltigkeit der Produktion der Rohstoffe mit- berücksichtigt.
Bisher ist es nicht üblich, den tatsächlichen Anteil an nachwachsenden Rohstoffen in der Produktkennzeichnung anzugeben. Einerseits wäre das hinsichtlich Produktwahrheit und Transparenz wünschenswert, es ist jedoch fraglich,
!"ob der „mündige Bürger“ diese Information überhaupt aufnehmen und adäquat verarbeiten kann (wählt er das biologischere Produkt?)
!"ob diese Kennzeichnung, wenn überhaupt, auch gut erkennbar auf den verschiedenen Produkten angebracht werden kann
!"welche weitere Botschaft damit verknüpft werden soll (z.B. „Besteht zu mehr als 90 % aus erneuerbaren/nachwachsenden Rohstoffen/Ressourcen, kompostierbar nach EN 13432 % Entsorgung über die Biotonne möglich?)
!"ob eine solche komplexe, den Entsorgungsweg miteinschließende Information europaweit einheitlich sinnvoll geschweige denn durchsetzbar wäre, da ja die kommunalen Sammelsysteme (Biotonne) nicht flächendeckend zur Verfügung stehen und die biologischen Behandlungsverfahren nicht einheitlich sind.
Durch Darstellungsformen, Textbotschaften und die Aufmachung wird bisher – auch durch
unbewusste Verknüpfung mit dem Keimlingszeichen – im Wesentlichen folgendes assoziiert (auch wenn nur ein Teil davon durch das Label ausgesagt wird):
!"das Produkt wurde zu 100% aus nachwachsenden Rohstoffen (z.B. aus Mais(stärke) oder Kartoffel(stärke)) hergestellt; das Produkt ist biologisch („Biosackerl“)
!"das Produkt ist kompostierbar - es führt also bei der Kompostierung zu keinen Betriebsstörungen und zu keiner Beeinträchtigung der erreichbaren Kompostqualität
!"das Produkt ist zu 100 % biologisch abbaubar - es verbleiben keine unabgebauten bzw. persistenten Reste im Kompost bzw. im Boden
Kennzeichnung und damit verbundene Fragen
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!"das Produkt kann über Biotonne oder Hausgartenkompost entsorgt/verwertet werden
Informationen über:
!"die „Herkunft der Rohstoffe“ und !"den bevorzugten Weg, das Produkt zu entsorgen (Restmüll, Gelber Sack [ARA],
Biotonne) sind jedoch nicht enthalten. Daher sind diese Informationen auf andere Art zu vermitteln. Sofern es aus Gründen der Marktlenkung erforderlich erscheint, wäre eine separate oder kombinierte Kennzeichnung über die Herkunft der Rohstoffe erforderlich.
Der bevorzugte Entsorgungsweg kann nicht in einer generellen, das heißt material- bzw. produktspezifisch einheitlichen Art vorherbestimmt werden. National oder sogar regional können bestimmte Entsorgungs- oder Verwertungsvarianten jeweils günstiger sein als in benachbarten Gebieten. Die vorhandene Infrastruktur (Sammelbehältnisse), die Erreichbarkeit von Anlagen (Kompostierung, Verbrennung, Verwertung) und sich daraus ergebende Sammel- bzw. Trennkosten beeinflussen die Entscheidungen. Entsorgungsrichtlinien wären in jedem Fall durch lokale Behörden an die Konsumenten vorzugeben.
Für eine geordnete und dem Ziel der Nachhaltigkeit umfassend dienende Markteinführung von Biokunststoffen kommt der differenzierten Information der Anwender eine zentrale Bedeutung zu.
Dabei sind folgende Kriterien zu beachten:
!"Welches ist für das jeweilige Produkt die wesentliche Information oder Botschaft, die vermittelt werden soll: nachwachsende Rohstoffe, Klimaschutz, biologische Abbaubarkeit, Kompostierbarkeit, richtige Entsorgung?
!"Herkunft der Rohstoffe !" Wahrheitsgemäße Deklaration des Anteils nachwachsender Rohstoffe im
Produkt !"Angabe des Entsorgungsweges
!" Der ökologisch und logistisch angemessene Entsorgungsweg hat sich an folgenden Kriterien zu orientieren bzw. es sind folgende Fragen zu beantworten: - Bringt eine stoffliche Verwertung (z.B. die Kompostierung) für den gewählten
Verwertungsweg in qualitativer und gesamtökologischer Sicht einen Mehrwert gegenüber der Option Verbrennung (entweder über gelben Sack oder Restmüll)?
- Ist bei Angabe „kompostierbar“ geklärt bzw. sichergestellt, dass diese auch unter den Bedingungen der Hausgartenkompostierung gegeben ist?
- Ist ein getrenntes Sammelsystem (z.B. für PLA-Flaschen) ökonomisch vertretbar, sofern eine entsprechende stofflichen Verwertung gegeben ist (downcycling oder bottle to bottle)?
Während bisher als wesentlicher Werbeträger das Wort „kompostierbar“ diente, enthält der jüngst bei INTERSPAR® eingeführte auf Basis Kartoffelstärke hergestellte Einkaufssack die Botschaften „Bio“, „Kartoffelstärke“ und „biologisch abbaubar“.
Kennzeichnung und damit verbundene Fragen
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ABBILDUNG 5-3: 2007 BEI INTERSPAR® EINGÜHRTER EINKAUFSSACK AUS KARTOFFELSTÄRKE (FOTO: AMLINGER)
In der Presseaussendung von SPAR® heißt es:
Die INTERSPAR-Bio-Sackerl sind in vielfacher Hinsicht umweltfreundlich: So werden sie einerseits aus nachwachsendem Rohstoff, nämlich aus Kartoffelstärke, hergestellt. Klimafreundlich oder CO2-neutral sind die Sackerl deshalb, weil bei der Verbrennung nur so viel Kohlendioxid freigesetzt wird, wie die pflanzlichen Rohstoffe im Laufe ihres Wachstums aufgenommen haben.
Hier ist interessant dass nicht auf die Kompostierbarkeit sondern im Wesentlichen auf die CO2-Neutratlität als Hauptargument abgestellt wird.
Das heißt, vorausgesetzt der Sack landet über gelben Sack oder Restmüll in einer Verbrennungsanlage, wird der wesentliche Umweltvorteil aus dem kurzen C-Kreislauf und der Energie-, bzw. Wärmegewinnung aus diesem nachwachsenden Rohstoff abgeleitet.
Für den Kunden bleibt es aber nach wie vor ungeklärt, welchen Entsorgungsweg er nun tatsächlich wählen soll(te)!
Ergebnisse der Expertenbefragung:
Die Kennzeichnung „kompostierbar“ auf Basis der EN 13432 enthält nach Meinung der Hälfte der Befragten alle wesentlichen Produktspezifikationen. Was fehlt sind jedoch die zusätzlichen Anforderungen nach KompostVO und die klare Anweisung zum jeweils bevorzugten Entsorgungsweg.
Die Mehrheit (7 von 11) lehnt eine Bindung der Kompostierbarkeit nach EN 13432 an einen Mindestanteil (90 – 100%) an nachwachsenden Rohstoffen ab. Die Herkunft der Materialien sollte über andere Wege/Instrumente gefördert, kommuniziert und beworben werden. Dem steht die doch von den Meisten Experten vertreten Ansicht gegenüber, dass gerade die Herkunft der Materialien eines der Hauptargumente auch gegenüber dem Konsumenten sei.
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass jede Einführung biologisch abbaubarer Materialien eine für die Bevölkerung verständliche, eindeutige und zum
Kennzeichnung und damit verbundene Fragen
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Einführungszeitpunkt bereits bekannte Kennzeichnung samt Information über die Handhabung dieser Artikel erfordert.
Die Forderung, dass das Testverfahren zur Zertifizierung als ‚kompostierbar’ generell auch die ‚Hausgartenkompostierung’ inkludieren sollte wird mehrheitlich abgelehnt. Das wäre eine zu große Einschränkung für eine Reihe von Produkten, die sehr gut für die technische Kompostierung geeignet sind. Als zusätzliche Information wie z.B. mit dem belgischen Label OK Compost – home verwirklicht, oder ggf. ein Hinweis auf eine eingeschränkte Eignung in der Hausgartenkompostierung wäre aber wünschenswert.
Da ja in vielen Ländern der Trend besteht, Küchenabfälle bzw. Biotonne vermehrt in Biogasanlagen, also unter anaeroben Bedingungen zu verarbeiten stellt sich die Frage, ob ein künftiges Label „Biologisch abbaubar“ einen entsprechenden Test unter anaeroben Bedingungen beinhalten müsste. Hier besteht keine einheitliche Meinung. Einerseits wird ein gesonderte Test mit einer unabhängigen Zertifizierung vorgeschlagen, andererseits sei es jedoch eine Frage die auf prozesstechnischer Ebene zu lösen sei, damit Biokunststoffe den Prozessablauf in einer Biogasanlage nicht stören.
Die Annahme einer nachgeschalteten Kompostierung bei unvollständigem Abbau in der Biogasanlage ist jedoch nicht berechtigt, da dies nicht generell gegeben ist.
Der ökologische Nutzen
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6 ÖKOLOGIE UND SOZIO-ÖKONOMIE: DER ÖKOLOGISCHE NUTZEN – ÖKOBILANZ, LEBENSZYKLUSANALYSE (LCA), PRODUKT-UMWELTDEKLARATION (EPD) VON BIOKUNSTSTOFFEN
6.1 Allgemeine Überlegungen und Voraussetzungen
Aus den zuvor angelegten Kriterien der Nachhaltigkeit geht hervor, dass für biologisch abbaubare Polymerwerkstoffe auf Mineralölbasis eine organische Verwertung (Kompostierung) nach einmaliger Verwendung unerwünscht oder zumindest bedenklich ist. Außerdem würde der zur Herstellung von hochwertigen Humusprodukten entwickelte Recyclingweg für organische Reststoffe aus dem kurzen Kohlenstoff-Zyklus als billige Entsorgungsschiene missbraucht.
Bei diesem offenen Materialfluss wird fossiler Kohlenstoff in der Kompostierung letztlich in Kohlendioxid umgesetzt, im Unterschied zu einer thermischen Verwertung jedoch ohne Nutzung der kalorischen Energie.
Für biologisch abbaubare Polymerwerkstoffe auf biogener Basis ist zu bedenken, dass die Rohstoffquellen, welche derzeit hauptsächlich Zucker und Stärke sind, in direkter Konkurrenz zur Lebensmittelproduktion stehen. Dies ist in ähnlicher Weise für die Produktion von Energiepflanzen der Fall. Eine gesteuerte, breite Einführung solcher Werkstoffe mit weitgehender Verdrängung konventioneller Kunststoffe würde voraussichtlich zu einer enormen Steigerung des Bedarfs an biogenen Rohstoffen und damit zu einer Destabilisierung der Marktpreise führen. Mit Bezug auf die Ökobilanz von Biokunststoffen schreibt European Bioplastics auf ihrer Webseite:
In den bisher vorliegenden Ökobilanzen liegen die Werte im Vergleich zu Massenkunststoffen um mindestens 20 % günstiger.
Eine erste Abschätzung im Rahmen des European Climate Change Programs ECCP kalkuliert ein primäres CO2-Einsparungspotenzial von ca. 4 Millionen Tonnen CO2-Äquivalenten. Dieser Angabe liegt die Annahme zugrunde, dass der BAW-Markt unter förderlichen Rahmenbedingungen bis 2010 eine Größenordnung von ca. einer Million Tonnen erreicht.
Mackwitz & Stadlbauer (2001) meinen:
... Hier sollte das Recycling der PE-Beutel ebenso einbezogen werden wie die Vergärung beziehungsweise Verbrennung der biologisch abbaubaren Beutel. Die Verbrennung wird seit einiger Zeit zunehmend als die beste Verwertungsmethode für Kunststoffabfälle propagiert. Dies gilt jedoch für biologisch abbaubare Polymere nicht, da so der Stoffkreislauf unterbrochen würde. Einige der möglichen ökologischen Vorteile biologisch abbaubarer Produkte würden damit nicht genutzt.
Hier muss hinterfragt werden, wie viel an stofflicher Verwertung über die Kompostierung durch die Bindung des Kohlenstoffs in Huminstoffe aus den Biopolymeren tatsächlich stattfindet. Die energetische Nutzung wäre im Falle der als Abfall anfallenden Bioplastikmaterialien ja bereits eine Zweitnutzung. Schon in Produktion und Primärnutzung wurde die Mineralöleinsparung auf stofflicher Ebene verwirklicht. Im Falle der Verbrennung werden die Biopolymere als Ersatzbrennstoffe eingesetzt und
Der ökologische Nutzen
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substituieren zum zweiten Mal nicht erneuerbare Energiequellen. Das heißt die Entscheidung über den Verwertungs-/Entsorgungsweg ist keine unabdingbare Voraussetzung, um den Einsatz von Biopolymeren zu rechtfertigen. Vielmehr muss der Verwertungsweg danach beurteilt werden, ob er durch den Stoffstrom gefährdet oder verbessert wird.
Die Ökobilanzierung der Diplomarbeit von (Moitzi, 2001) verglich BAW (Arboform, Bioplast, Mater-Bi, Fasal, Zelfo, PLA, PHA) mit traditionellen Werkstoffen wie Holz, PP, PVC, Aluminium und Stahl. Die Quintessenz dieser Arbeit lautet: „Die Ergebnisse der Untersuchung basieren auf Daten recht unterschiedlicher Quantität und Qualität. Eine eindeutige Aussage, also ein Ranking der untersuchten Werkstoffe kann daher nicht vorgenommen werden“. Es lässt sich aber zumindest eine Tendenz ablesen, dass die BAW gegenüber den konventionellen Kunststoffen bei allen betrachteten Wirkungsindikatoren besser abschneiden.
6.1.1 Nicht ökologieorientierte Rohstoffproduktion
Mit den vorhin erwähnten Chancen für die Landwirtschaft sind auch Risiken verbunden:
!"wenn die Rohstoffe zur Kunststoffherstellung aus anspruchsvollen Zuchtsorten mit einer hohen Biomasseproduktion und in der Folge einem hohen Düngemittelbedarf gewonnen werden und damit nachhaltige Produktionsmethoden, die ein geringeres Ertragspotential bedingen (biologische bzw. integrierte Landwirtschaft) allein aufgrund des niedrigen Deckungsbeitrages ausgeschlossen werden.
!"Erhöht sich die Produktion von biologisch abbaubaren Kunststoffen, so nimmt auch die Nachfrage nach den agrarischen Rohstoffen zu und die Preise steigen. Nach den Gesetzen von Angebot und Nachfrage hätte dies eine Ausdehnung des Angebots zur Folge.
Es stellt sich nun die Frage, ob die Nachfrage durch Rohstoffe aus biologischer Landwirtschaft oder aus nicht ökologischen Quellen befriedigt werden soll (vgl. Waskow, 1994, S. 43).
Vor allem bei nicht für den Lebensmittelbereich bestimmten Pflanzen besteht die Gefahr, Gentechnik einzusetzen. In Österreich ist die Ablehnung gentechnisch veränderter Lebensmittel sehr groß, doch wenn man argumentieren kann, dass die Erzeugnisse nicht in den Lebensmittelbereich gehen, sinkt evtl. die Hemmschwelle gegenüber der Gentechnik. Eine vorbehaltlose Unterstützung der Biokunststoffe muss aus diesem Blickwinkel in Frage gestellt werden. Bei Verzicht auf Gentechnik muss ggf. eine geringere Produktivität in Kauf genommen werden. Dies bringt einen Wettbewerbsnachteil gegenüber konventionellen Kunststoffen mit sich.
Beim Einsatz von Mineralstoffdüngern und Spritzmitteln können ähnliche Schlüsse gezogen werden, denn eine unökologische Rohstoffproduktion hätte potenziell eine Belastung der Landschafts- und Bodenökologie sowie der Gewässer durch Eutrophierung zur Folge. Alles in allem muss sich die Branche die Frage stellen, ob sie bereit ist, eine Verwässerung des „Biogedankens“ zu dulden, oder ob hundertprozentig biologischer Landbau zu Lasten geringerer Produktivität realisiert wird (vgl. Internationales Symposium Loop Linz, http://www.loop-linz.at/ downloads/LINZ-SYMP/Diskussion3.mp3, 6.6.2005).
Eine nicht zu unterschätzende Ressource zur Herstellung von Biopolymeren werden in Zukunft landwirtschaftliche Produktionsabfälle und Abfälle aus der Lebens- und
Der ökologische Nutzen
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Futtermittelverarbeitung spielen. Insofern es nicht sinnvoller ist, diese Rückstände direkt oder über die Kompostierung in den landwirtschaftlichen Produktionskreislauf zurückzuführen, ist eine solche Weiterverarbeitung wahrscheinlich ökologisch günstiger als der Primäranbau zu bewerten.
Die Expertenbefragung ergab ein eindeutiges Plädoyer für eine ökologisch verträgliche Produktion der Rohstoffe. Dies beinhaltete auch die Gentechnikfreiheit und die Beachtung des Regionalitätsprinzips, wobei als Regionsgrenzen aufgrund der Produktions- und Verarbeitungsstrukturen jeweils ein Kontinent definiert werden sollte. Eher ablehnend wurde die Forderung nach Einhaltung der Anbaukriterien des ökologischen Landbaus beantwortet, da die Ökologisierung der Landwirtschaft nicht über die Rohstoffproduktion gelöst werden kann.
6.1.2 Prozessenergie
In ökobilanzieller Betrachtung muss jedenfalls auch der Verbrauch der für die Produktion der Rohstoffe und die Verarbeitung zum fertigen Produkt erforderlichen Prozessenergie berücksichtigt werden (siehe Schema in Abbildung 6-1). Je größer der Anteil an hierfür verwendeten fossilen Energieträgern (Landwirtschaftsmaschinen, Transport, Polymerisationsverfahren etc.), desto größer der ökologische Druck aus den hiermit verknüpften Emissionen.
Prozessenergie
Prozessenergie
CO2
KonventionellePolymerisations-
verfahren
Polymerisationvon natürlichen
Monomeren
ABBILDUNG 6-1: VERBRAUCH FOSSILER RESSOURCEN BEI DER KUNSTSTOFFHERSTELLUNG; QUELLE: VGL. HTTP://WWW.LOOP-LINZ.AT/DOWNLOADS/LINZ-SYMP/VOLLMANN.PDF (28.5.2005)
Bei Einwegprodukten (die nach einmaliger Verwendung über die Kompostierung oder Verbrennung wieder zu CO2 mineralisiert werden) muss diese Prozessenergie für jeden Verwendungszyklus erneut aufgewendet werden. Daher kann die Wiederverwendung bzw. Weiterverwendung von konventionellen Verpackungen in bestimmten Fällen ökologisch sinnvoller sein, da hier die Stoffstruktur für weitere Nutzungen vollständig erhalten bleibt. Dass die mehrmalige Verwendung eines mechanisch entsprechend widerstandsfähigen konventionellen Kunststoffsacks nach einer bestimmten Mindestanzahl an Verwendungen weniger umweltschädigend sein kann als der einmalige Einsatz von Biotragtaschen, zeigt eine von der französischen Supermarktkette Carrefour veröffentlichte Studie (siehe Abbildung 6-2). Danach verbrauchen bioabbaubare
Der ökologische Nutzen
51
Tragtaschen entlang des Lebenszyklus zwar weniger Energie als die Einwegtasche aus Polyethylen und die Papiertragtasche. Ab der fünften Verwendung jedoch schneidet die Mehrwegtragtasche aus PE am besten ab (vgl. Carrefour, 2004, S. 42). Selbstverständlich „hinkt“ dieser Vergleich, da im Falle einer technologisch längst möglichen Mehrfachverwendung auch von Bioplastiktaschen man aufgrund des geringeren Basisverbrauchs zu einem ganz anderen Resultat gelangen würde.
Verbrauch an nicht erneuerbarer Energie (MJ/9000 l)
0
200
400
600
800
1000
1200
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20Verwendungen der Mehrwegtragtasche
Einweg PE Tragtasche
Mehrweg PE Tasche
Einweg PAPIER-Tasche
Einweg BIOPLASTIK-Tasche
ABBILDUNG 6-2: ENERGIEVERBRAUCH IM PRODUKTLEBENSZYKLUS VON TRAGTASCHEN6
6.2 Untersuchungen zur Ökobilanz von Biokunststoffen
6.2.1 MaterBi7
Der Hersteller Novamont S.p.A. bezeichnet die in Italien aus biogenen Rohstoffen hergestellten thermoplastischen Werkstoffe der Produktfamilie MaterBi® als geeignet für Anwendungen zur Abfallsammlung, Hygiene, Landwirtschaft, Catering und Verpackung. Zertifizierungen der Produktion nach ISO 14000 bzw. EMAS liegen vor.
Der MaterBi PE-Typ wird aus Maisstärke (mit Zertifikat aus gentechnikfreiem Anbau) und einem synthetischen Additiv (Anm.: Ecoflex, BASF) hergestellt, ist kompostierbar nach EN 13432, sowie nach der italienischen Norm UNI 10785. Es wurde eine LCA Studie entsprechend ISO 14040 erstellt, die alle Prozesse von der Herstellung der Rohstoffe über alle Transport- und Verarbeitungsschritte bis zur Verwertung des Abfalls umfasst. Die wichtigsten Ergebnisse sind auszugsweise in Tabelle 6-1 dargestellt. Je nach Entsorgungsweg ergeben sich entsprechende Änderungen im Energie- und Rohstoffverbrauch, sowie im Anfall von Abfällen. So ergibt beispielsweise die thermische 6 http://www.carrefour.fr/pdf/rapport:carrefour_pos_revue_critique.pdf (23.9.2005) 7 Quelle: Environmental Product Declaration, Novamont S.p.A.
http://www.materbi.com/de/html/prodotto/cosematerbi/indexvantaggi.html
Der ökologische Nutzen
52
Verwertung einen Energierückgewinn von netto rund 0,64 MJ je kg Produkt, während für die Kompostierung insgesamt bis zu 1,77 MJ eingespart werden können. Gemäß der Studie ist dies jene Menge an kalorischer Energie, die insgesamt weniger verbraucht wird, wenn MaterBi verwendet und kompostiert wird gegenüber dem Gesamtaufwand zur Ausbringung von Torf mit gleichem Humusgehalt. Wichtig ist, zu erwähnen, dass die Werte der environmental credits für die Situation in Italien mit 80% Strom aus Erdöl und der durchschnittlichen Italienischen Infrastruktur für Müllverbrennung kalkuliert sind. Ein Vergleich mit konventionellen Produkten oder anderen Ländern liegt in der Studie nicht vor, es ist aber anzunehmen, dass unter diesen Voraussetzungen auch andere biogene Produkte ganz ähnliche Zahlen ergeben würden.
TABELLE 6-1: ERGEBNISSE DER LCA-STUDIE FÜR MATERBI, PE-TYP. ANGABE UMWELTRELEVANTER DATEN ALS GESAMTSUMME FÜR ROHSTOFFE, HERSTELLUNG DER PELLETS, JEDOCH OHNE ENTSORGUNG, BEZOGEN AUF EIN KG PRODUKT (PELLETS).
Umwelteinfluss Einheit Menge je kg Produkt Energieverbrauch (gesamt) MJ 21,6 Wasserverbrauch kg 28,7 Verbrauch Erdgas m3 0,291 Verbrauch flüssiger Treibstoffe kg 0,197 CO2-Ausstoß (nicht erneuerbar) kg CO2-eq 1,02 CO2-Ausstoß (biogene Rohst.) kg CO2-biol.eq -1,19 Ozonschädigung kg CFC-11 eq 0,00000016 Gefährlicher Abfall kg 0,10 Nicht gefährlicher Abfall kg 0,341
6.2.2 Ökobilanz und Umweltindikatoren im Vergleich von PLA und 3 konventionellen Trinkbechern
Das flämische Abfallbundesamt hat eine LCA (nach ISO 14040 bis 14043) sowie eine EEA (Eco-indicator 99) über die Verwendung von vier Typen von Trinkbechern für kleine und große Veranstaltungen herausgegeben (Sarlee W. et.al., 20068). Unter den Trinkbechern ist ein wieder verwendbarer Typ drei Einwegprodukten gegenüber gestellt.
Die LCA zeigt kein einheitliches Bild der von den Trinkbechern aus verschiedenen Materialien verursachten Umwelteinflüsse. So liegen bei den Umweltindikatoren die wieder verwendbaren Becher aus Polycarbonat bei kleinen Veranstaltungen (bis etwa 5.000 Besucher) knapp günstiger, während es bei Großveranstaltungen (um 30.000 Besucher) eher die Becher aus Karton/PE-Verbund sind. Der maßgebliche Impact für die LCA schien der Transport der Artikel zu und von den Veranstaltungsorten zu sein. Aufgrund des geringeren Materialbedarfs der Trinkbecher aus PLA ergaben diese eine knapp günstigere Wirtschaftlichkeitsbilanz als die anderen Einwegbecher. Die Autoren räumten jedoch ein, dass die Produktion von PLA zum Zeitpunkt der Studienerstellung nicht optimiert war und dass in den folgenden Jahren mit deutlichen Verbesserungen zu rechnen wäre. 8 http://www.ovam.be/jahia/Jahia/pid/837
Der ökologische Nutzen
53
Die Möglichkeit, mehrere Verwertungswege für den PLA-Becher zu haben, machte die LCA komplizierter und schwieriger mit den anderen Typen vergleichbar, wurde aber, außerhalb der Betrachtung reiner Zahlenwerte, von den Autoren der Studien als vorteilhaft beurteilt. Die thermische Verwertung (beispielsweise in der Zementherstellung) wurde dennoch als bevorzugte Variante genannt, zumal sich hierbei direkt berechenbare Einsparungen an fossiler Energie deutlich positiv auf die Bilanz auswirkten.
6.2.3 Einsparungspotentiale an Treibhausgasemissionen für verschiedene Einsatzbereiche nachwachsender Rohstoffe
In einer Studie von Strasser & Griesmayr (2006) wurden Möglichkeiten zur Produktion, zur Überwindung von Einführungshemmnissen und zum ökologischen Potential von Baustoffen und Verpackungsmaterial auf Basis nachwachsender Rohstoffe erhoben und bewertet.
Die von den Autoren angeführten Einsparungspotentiale an Treibhausgasemissionen für verschiedene Einsatzbereiche nachwachsender Rohstoffe sind in Tabelle 6-2 zusammen gefasst. Den in großen Mengen verwendeten Bau- und Dämmstoffen wird, auch wegen vorhandener technischer Umsetzungsmöglichkeiten, vorrangige Bedeutung beigemessen. Die angegebene Einsparung ist beispielsweise bei gleicher Dämmleistung durch Verwendung von Flachs- und Hanfplatten gegenüber der Produktion von Mineralwolle und geschäumten Polystyrol sehr konkret. Der Flächenbedarf für den Anbau der Pflanzen wäre allerdings alleine dafür mit 34.000 ha zu veranschlagen.
Die Situation stellt sich für biologisch abbaubare Polymere bei einem aktuellen Markt (Österreich) von 600 t gegenüber einem Potential von 50.000 t pro Jahr anders dar. Erst nach Erfüllung technischer Voraussetzungen und nach einer Adaptionsphase wird das in Tabelle 6-2 angegebene Einsparungspotential als erreichbar eingestuft.
Als wesentliche Hemmnisse einer breiteren Einführung biogener Werkstoffe werden technische Probleme mit unzureichenden Materialeigenschaften, mangelnde Produk-tionskapazität und damit verknüpft ein zu hoher Preis, weiters uninformierte Endverbraucher (Beispiel: Schmieröle) sowie letztlich auch das Fehlen gesetzlicher Rahmenbedingungen genannt.
Der ökologische Nutzen
54
TABELLE 6-2: JÄHRLICHES EINSPARUNGSPOTENTIAL AN TREIBHAUSRELEVANTEN EMISSIONEN DURCH VERWENDUNG NACHWACHSENDER ROHSTOFFE, JEWEILS BEI GLEICHER FUNKTION WIE KONVENTIONELLE MATERIALIEN.
Maßnahme Potenzial Spezifische CO2-eq Einsparung
gesamte CO2-eq Einsparung
Flachs- und Hanfplatten 34. 050 t/a Glaswolle: 1,15 kg/kg
EPS: 3,6 kg/kg 80.800 t/a
Strohballenbauweise 3750 Häuser / a 50% Ziegel+Steinwolle
50% Ziegel+EPS
Bei Ziegel + Steinwolle:15.903 kg/Haus Bei Ziegel + EPS: 16.260 kg/Haus
60.300 ta
Biopolymere (Stärke & PLA), Potential
50.000 t/a 50% PLA, 50% Stärke
PLA: 1,9kg/kg Stärke: 4 kg/kg
147.500 t/a
Lösungsmittel auf Milchsäurebasis
5.197,2 t/a 50% v. Ethylacetat
33% v. Aceton
1,9kg/kg 9.900 t/a
Naturfaserverstärkte Kunststoffe 9.600t/a Substitution v. :
50% ABS, 50% GFK
Bei ABS 1,0 kg/kg Bei GFK
2,8 kg/kg
18.200 t/a
Rapsöl im Straßenbau (CO2-Fixierung)
11.000 t/a 3.000 kg/t (Fixierung)
33.000 t/a
Technische Öle auf Pflanzenölbasis
8.000 t/a 2,06 kg/kg 16.500 t/a
Farben und Lacke auf Pflanzenölbasis
1.670 t/a 8,606 kg/kg 14.400 t/a
Summe 380.500 t/a
6.2.4 Einführung biologisch abbaubarer Kunststoffe aus ökologischer Sicht
Ziel der Diplomarbeit von Pargfrieder (2005) war es, die Einführung biologisch abbaubarer Kunststoffe aus ökologischer Sicht zu betrachten und aufzuzeigen, wie Unternehmen solche Produkte ökologisch orientiert am Markt positionieren können. Die Betrachtungen sind auf breiter Basis angestellt, beginnend bei der Gegenüberstellung des Aufwands für Isolierung und Modifikation von Biopolymeren bis hin zur biotechnologischen und chemisch-technologischen Produktion von Polymerwerkstoffen aus biogenen und petrochemischen Rohstoffen. Der Verbindung aus Biopolymeren mit synthetischen Kunststoffen wird vom Autor ein besonderer Stellenwert als Übergangsprodukt zur Marktöffnung für künftige Produkte aus rein biogenen Rohstoffen zugeschrieben.
Geeignete und ungeeignete Einführungsstrategien mit Schwerpunkt auf der ökologischen Positionierung werden in der Arbeit exemplarisch aufgezeigt. Unternehmen platzieren abbaubare Produkte dann am Markt, wenn sich der aus dem ökologischen und individuellen Nutzen ergebende Druck seitens der Konsumenten (inkl. Politik) und die Einführungsbarrieren, wie erhöhte Kosten, zumindest die Waage halten.
Der Autor erstellt selbst kein exaktes LCA, kommt aber als Resümee verschiedener Studien zum Schluss, dass biologisch abbaubare Werkstoffe vor allem dann als ökologisch sinnvoller Ersatz für konventionelle Kunststoffe anzusehen sind, wenn:
Der ökologische Nutzen
55
!"die Rohstoffe aus nachhaltiger Landwirtschaft stammen und mit möglichst geringem Aufwand verarbeitet werden,
!"sich die Produktion von biologisch abbaubaren Werkstoffen aus dem Nischenstadium zur Massenproduktion steigern lässt,
!"die Produkte so gestaltet werden, dass eine mehrfache Verwendung möglich ist, !"eine Verhaltensänderung (Umweltbewusstsein) der Konsumenten herbeigeführt
wird und !"entweder eine thermische oder eine organische Verwertung mit Biogasproduktion
erfolgt.
6.2.5 Bewertung von konkreten Umsetzungsprojekten zum Einsatz von Werkstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen
In dieser Studie von Schneider et al. (2005) werden konkrete Vorschläge für Umsetzungsprojekte in Wien, zum gezielten Ersatz herkömmlicher Kunststoffe durch biologisch abbaubare Werkstoffe ausgearbeitet (15 verschiedene Wirtschaftsbereiche wurden hinsichtlich Abfall-Einsparungspotential und Sinnhaftigkeit einer Umstellung näher untersucht).
Der Bericht zitiert die Studie Nordhausen (Wagner, 2003) und stellt voran, dass die Entsorgung über Bioabfall, insbesondere die Vergärung, nicht die kostengünstigste Möglichkeit darstellt. Weitere Kernaussagen betreffen die generell hohe Akzeptanz und das verbesserte Sammelverhalten der Konsumenten nach einer gezielten Einführungskampagne. Als primäre Einsatzgebiete für den sinnvollen Ersatz mit hohem Materialbedarf wurden Großveranstaltungen, Kranken- und Pflegehäusern, Vorsammelbehälter für private Haushalte und Lebensmittelverpackung identifiziert und es wurden Möglichkeiten zur praktischen Umsetzung aufgezeigt. Als Bewertungsgrundlage für eine rudimentäre LCA wurde lediglich der (vermeidbare) CO2-Ausstoß über die erwarteten Materialumsätze bilanziert. Auf dieser Grundlage wurde der Einsatz biologisch abbaubarer Werkstoffe als ökologisch vorteilhaft bewertet (siehe zusammenfassende Tabelle 6-3).
Der ökologische Nutzen
56
TABELLE 6-3: ZUSAMMENFASSUNG DER BEWERTUNGSERGEBNISSE FÜR DEN EINSATZ VON BIOKUNSTSTOFFPRODUKTEN IN VERSCHIEDENEN ANWENDUNGSGEBIETEN UND VERANSTALTUNGEN IN WIEN (SCHNEIDER ET AL., 2005)
Nische Ti
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kung
en
max. Potenzial (konv) [t/a] 4,92 1,4 4,1 10 20 252 30 135,7 200 6.500
max. Mehrkosten Bio [€/a] 5.237 1.498 4.364 9.750 12.821 1,2 Mio 1 Mio - - -
CO2 Einsparungspot. kg CO2 äqu/a] 8.446 2.415 7.038 - 13.683 189.149 6.012 - - -
Awareness hoch mittel mittel niedrig mittel niedrig hoch mittel hoch sehrhoch
Umsetzungspotenzial hoch mittel hoch hoch hoch hoch hoch hoch mittel hoch
PR-Wirksamkeit hoch sehr hoch hoch mittel niedrig niedrig hoch mittel mittel hoch
6.3 Substitutionspotenzial und Flächenbedarf
Wir zitieren hier aus einer Berechnung, die kürzlich im bioplastics MAGAZINE [02/07] Vol. 2 veröffentlicht wurde. Ausgangspunkt ist die Annahme, dass weltweit mittelfristig 24 Mt Biokunststoffe als Ersatz für petrochemische Produkte erzeugt würden.
Hinsichtlich der Flächenproduktivität zur Erzeugung von nachwachsenden Biokunststoffen (Frage: wie viel Biokunststoff kann von 1 Hektar produziert werden?) wurden drei Materialien betrachtet: PLA (Polymilchsäure), PHA (Polyhydroxyalkanoate) und MaterBi (Stärkebasis).
Auf Basis durchschnittlicher Flächenerträge an Mais und damit verarbeitbarer Stärke werden folgende Produktionszahlen angegeben:
PLA: ca. 2 – 3,7 t / ha; PHA: ca. 2 t / ha MaterBi: 2,5 t / ha
Im Falle von MaterBi wird neben Stärke auch ein gewisser Prozentsatz Pflanzenöl und Weichmacher aus natürlichen Rohstoffen verwendet. Es wurde von einem Kornertrag von 12 t und einem Pflanzenölertrag von 1 t / ha ausgegangen.
Die Frage ist nun, in wiefern der Flächenverbrauch zur Erzeugung der Stärke als wesentlicher Grundstoff zur Biokunststoffherstellung die Lebens- und Futtermittelproduktion konkurrenzieren würde. European Bioplastics hat in diesem Zusammenhang die im Rahmen EU Agrarprogramme z.T. geförderten Brachflächen mit 20 Mio. ha als Flächenpotenzial für die EU-27 abgeschätzt. Auf Basis obiger Produktivitätszahlen könnte man allein auf diesen derzeit aus der Nahrungsmittelproduktion herausgenommenen Flächen genügend Rohstoff für ca. 40 –
Der ökologische Nutzen
57
50 Mt Biokunststoffe gewinnen. Das wäre bereits das Doppelte des für die nächsten Jahre prognostizierten Bedarfes.
Hier eine analoge Überschlagsrechnung für Österreich:
Die Acker-Brachflächen betrugen in Österreich 2006 6,8% des Ackerlandes oder 93.203 ha. Ausgehend von einem ha Ertrag von rund 10 t Körnermais / ha könnten auf dieser Fläche vorsichtig geschätzt etwa 186.000 t Bioplastik-Werkstoffe produziert werden.
Zum Vergleich: 2005 wurden 225.000 t an Kunststoffverpackungen in Verkehr gebracht9. 2006 wurden über die ARGEV 156.000 t an Leichtverpackungen gesammelt. 2005 wurden durch den ÖKK (Österreichischer Kunststoff Kreislauf) 117.000 Kunststoffverpackungen stofflich bzw. thermisch verwertet. Einer Einschätzung des Fraunhofer Instituts für Deutschland könnten etwa 70 % der Kunststoffverpackungen durch Bio-Kunststoffe ersetzt werden. Auf Österreich umgelegt wären das 157.000 t. Unter oben getroffener Annahme würden demnach die derzeit nicht genutzten Ackerflächen ausreichen, diesen potentiellen Rohstoffbedarf – bei entsprechender technologischer Entwicklung der BAW hinsichtlich der Markt- und Nutzungsanforderungen verschiedener Produkte – zur Substitution der Kunststoffverpackungen herzustellen.
Nach Adalbert Kienle, stellvertretender Generalsekretär des Deutschen Bauernverbandes werden bereits 2 Mio. ha von 12 Mio. ha Ackerfläche zur Herstellung von Biokraftstoffen und nachwachsenden Rohstoffen eingesetzt.16
Nun müssen aber auch jene Flächen hinzugerechnet werden, die zur Erzeugung von Energiepflanzen benötigt werden. Auch hierfür wurde geschätzt, dass in Europa ausreichend Flächen zur Verfügung stünden, auch unter ökologisch vertretbaren Produktionsbedingungen.
Dies kann – unter dem bereits spürbaren steigenden Druck auf die Nutzung der landwirtschaftlichen Produktionsflächen – aber nur gelingen, , wenn eine sorgfältige Abwägung und Nutzungsplanung nach dem Leitsatz „Global denken, regional planen, lokal handeln“ erfolgt. Mit anderen Worten, hier sind regionales Ressourcen- und Landschaftsnutzungsmanagement genauso gefordert wie eine vorausschauende Lenkungs- und Förderungspolitik auf EU-Ebene. (siehe auch Kap. 1.2). Ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Import und lokaler Produktion nach sozioökonomischen und ökologischen Nachhaltigkeitskriterien verknüpft mit einer entsprechenden Zertifizierung ist eine wesentliche Bedingung.
Hier zusammengefasst die wesentlichen Umweltgefahren für Landnutzung und Landwirtschaft, die vor allem unter dem Intensivierungsdruck in der Energie- und Rohstoffpflanzenproduktion entstehen werden:
!"Gefahren für Boden und Wasserqualität sowie Biodiversität aufgrund intensiver Bewirtschaftungsmethoden mit einseitigen Fruchtfolgen, Düngemittel und Pestizideinsatz;
!"Gefahren für lokale Wasserressourcen (mit potenziellen Auswirkungen auf Biodiversität und Versalzung) vor allem durch den Einsatz von Pflanzenarten und -sorten mit einer hohen Biomasseproduktivität bei zugleich sehr hohem Wasserverbrauch;
9 BMLFUW, 2007. Mündliche Auskunft.
Der ökologische Nutzen
58
!"Erhöhung des Erosionsdruckes in der Umstellung von Brach- und extensiven Grünlandflächen;
!"Gefahr für die Biodiversität, falls Flächen in NATURA 2000 Gebieten oder anderen wertvollen Habitaten für die Biomasseproduktion verwendet würden;
!"Möglicher zusätzlicher Beitrag zum Klimawandel, falls Grünland auf Biomasseproduktion umgestellt würde. Der Umbruch von Dauergrünland würde zwischen 0,15 und 1,75 t CO2 pro ha freisetzen10.
10 Schätzungen auf Basis der Daten des Referenz-Handbuchs der überarbeiteten IPCC Richtlinien für nationale Klimagas
Inventuren (http://www.ipcc-nggip.iges.or.jp/public/gl/invs1.htm).
Entsorgung und Verwertung
59
7 ENTSORGUNG UND VERWERTUNG
Grundsätzlich stehen für die Entsorgung bzw. Verwertung von Bio-Kunststoffen folgende Wege zur Verfügung:
!"Verbrennung (Stromgewinnung und Wärmenutzung) !" Verbrennung ohne getrennte Sammlung gemeinsam mit Restmüll bzw. in einer
MBA als mechanisch abgetrennte heizwertreiche (Leicht-)Fraktion !" Verbrennung nach getrennter Erfassung durch spezifische haushaltsnahe
Sammelsysteme (ARA, ARGEV) aus Haushalten !"Wiederverwertung/Recycling
!" Getrennte Sammlung bestimmter Produktgruppen zur stofflichen Verwertung des aufbereiteten Materials in gleichartigen Produkten (z.Bsp. bottle to bottle) bzw. ‚ downcycling’ zu „geringwertigeren“ Produkten.
!" Getrennte Sammlung und biologische Behandlung - Kompostierung in zentralen Kompostanlagen (im Sinne des Standes der
Technik der Kompostierung)
- Kompostierung im Hausgarten
- Vergärung in Biogasanlagen mit und ohne nachfolgender Kompostierung
Bei einer thermischen Verwertung in geeigneten Anlagen wird Energie gewonnen und dadurch fossiler Brennstoff eingespart. BAW Produkte besitzen einen ähnlichen Heizwert wie konventionelle Kunststoffe.
Komposte lassen sich als Substrat zur Bodenverbesserung und Ersatz für Düngemittel einsetzen, wodurch ebenfalls Energieverbrauch und Umweltbelastungen reduziert werden. Wie gesagt ist es aber fraglich zu welchem Anteil die kompostierbaren Biokunststoffe (oder darin enthaltene Kohlenstoff) tatsächlich stofflich in Humuskomponenten umgesetzt– also nicht nur zu CO2 biologisch verbrannt – werden. Eine Umsetzung zu Humus zu weniger als 10 % stellt eine vernachlässigbare Nutzwirkung im Sinne der Kompostherstellung dar und ist daher als stoffliche Verwertungsoption in Frage zustellen.
Chemisches Recycling ist eine weitere Option. Vor allem Biokunststoffe auf Polyesterbasis (PLA u.a.) lassen sich in ihre Monomere zerlegen und nach Aufbereitung anschließend wieder polymerisieren. Voraussetzung dafür sind ausreichend große, sortenrein erfasste Mengen. Auch werkstoffliches Recycling ist nach diesen Voraussetzungen realisierbar.
Entsorgung und Verwertung
60
Nachwachsende Rohstoffe
Fossile Rohstoffe
Mischen, Modifizieren etc.
Abfall Monomere - natürlicher Herkunft - petrochemische - fermentativ erzeugt Basis
Biopolymere - natürlicher Herkunft - fermentativ erzeugt
Synthese-Polymere - natürlicher Herkunft - fermentativ erzeugt
Zusätze, Hilfsmittel etc.
Biologische abbaubares PolymerNutzungsphase in bestimmtenm Anwendungen
Kontrollierter Eintrag in die UmweltSonderanwendungen ohne Entsorgungserfordernisse- Retw rdprodukte- Landw irtschaftsfolien- Pflanztöpfe- Böschungsmatten etc.
Kontrollierter Eintrag in die UmweltAnwendungen ohne Entsorgungserfordernisse
Unkontrollierter Eintragin die Umwelt- "Litter"
HausabfallBIO-Abfall- B io tonne- Ab- wasser
REST-Müll
Rücknahme-systeme- Automobil-.- M öbel-,- Fastfood-,- Elektronik-,- Baubereich etc.
Verpackungen
- ARA- ARGEVetc.
AbfallAbfallwirtschaftsgesetz
Wiederverwenden / Verwerten / Entsorgen
Kompostierung Vergärung Recycling
Werk-stoff lich
Roh-stoff lich
EnergetischeVerw ertung
Klärung DeponierungMüll-verbrennung
VerpackungsVOElektronikschro tt VO
Altauto VO ...
BioabfallVOKompostVOStd. d.Techn.d. Kompostierung
Kompost Gärrück-stand
Werkstoffeaus Sekun-därgranulat
Synthese-bausteineEnergie
Energie Klär-schlamm
RestmüllSchlacke
KompostVO RichtL. AGESGärrückstand
Wasserrechtsgesetz BodenSchGLänder
DepVOVerbrVO
Werkstoff
Produkt
Abfall
SammlungTrennungLogistik
Abfall-behandlung
SpezielleVerordnungen
AllgemeineVerordnungen
Wert-schöpfung
Restmüll
oder
Abfall
Polymer-basis
Monomer-basis
Rohstoff-basis
3
32
2
1
1
ABBILDUNG 7-1: EINORDNUNG VON BAW IN STOFFSTRÖME (AUS MACKWITZ & STADLBAUER, 2001; LEICHT VERÄNDERT FÜR ÖSTERREICHISCHE RAHMENBEDINGUNGEN)
Entsorgung und Verwertung
61
Grundsätzlich stehen Bioplastikmaterialien und -produkten, die den Nachweis der biologischen Abbaubarkeit oder Kompostierbarkeit erbracht haben, alle Verwertungs-/ Entsorgungswege offen. In unserer Befragung sprachen sich die Experten eindeutig für eine differenzierte Vorgangsweise in der Entsorgung aus. Demnach wäre es logisch Lebensmittelverpackungen und Bioabfallsammelsäcke über die Biotonne und die Kompostierung zu entsorgen, während z.B. PLA-Gebinde/Flaschen entweder über Restmüllsammlung oder gelben Sack in die Verbrennung thermisch verwertet oder ggf. stofflich recycelt werden sollten.
Die Entsorgung sei aber nicht das Hauptkriterium sondern der gesamtökologische Nutzen, der Erdölersatz bzw. die Energiegewinnung und die knapp werdenden Ressourcen. Es wird auch gefordert, dass mit der Verwertungsschiene „Kompostierung“ eine faktischer Nutzen oder ökologischer Vorteil für das System der getrennten Sammlung und Kompostierung biogener Abfälle entsteht. Die Kompostierung dürfe keinesfalls als billiger Entsorgungsweg missbraucht werden.
Seitens der Stadt Wien, MA48 wird die Entsorgung sämtlicher Bioplastikprodukte über die Biotonne und die Kompostierung kategorisch abgelehnt, weil dies der ursprünglichen Intention des biologischen Kreislaufs natürlicher organischer Rückstände aus Garten, Park und Küche wiederspricht und ein Anstieg des Verunreinigungsgrades zu befürchten sei.
Eines der Hauptprobleme ist die Tatsache, dass eine einheitliche Kennzeichnung über die Verwertung/Entsorgung europaweit aber auch bereits auf staatlicher Ebene aufgrund der unterschiedlichen Entsorgungs- und Verwertungsstrukturen nicht möglich ist.
Generell wird aber die Verbrennung als die effektivste Entsorgung gesehen. Daher wird das Hauptaugenmerk auf die lokale Aufklärung auf Gemeinde oder Verbandsebene nötig sein, um den jeweils angestrebten Entsorgungsweg zu transportieren.
Mackwitz & Stadlbauer (2001) sprechen sich jedoch eindeutig für die Bevorzugung der „konstengünstigen Kompostierung“ aus:
„Einen Ausweg aus dem DSD- bzw. ARA- und ÖKK-Dilemma könnte der Aufbau eines neuen, gesetzeskonformen Entsorgungssystems bieten, in dem BAW-Verkaufsverpackungen haushaltsnah gesammelt und anschließend der vergleichsweise kostengünstigen Kompostierung zugeführt werden könnten .... .... Da die Verwertung kompostierbarer Produkte geringere Kosten verursacht als die von Kunststoffverpackungen - erste Kalkulationen lassen eine Größenordnung von unter 50 Cent erwarten - könnten sich BAW bei entsprechender Marktdurchdringung zu wirtschaftlich konkurrenzfähigen Produkten entwickeln.“
Dieser undifferenzierten Argumentation, die die Konkurrenzfähigkeit zu konventionellen Kunststoffen an der Möglichkeit der billigen Kompostierung festmacht kann nicht gefolgt werden. Die Kompostierung als Naturprozess zur Herstellung hochwertiger Humus-recyclingprodukte aus primär-organischen Rückständen darf keinesfalls zur billigen Entsorgungsschiene degradiert werden. Wie erwähnt sollten Kunststoffprodukte aus Biopolymeren nur dann über die Kompostierung verwertet oder mitentsorgt werden, wenn dies mit einem eindeutig nachvollziehbaren Mehrwert für das System der getrennten Sammlung und der Verwertung der verpackten und aufbewahrten Lebensmittel, Blumen etc. oder mit Biokunststoffsäcken und gesammelten biogenen Abfällen verbunden ist.
Rechtliche Rahmenbedingungen
62
8 RECHTLICHE RAHMENBEDINGUNGEN HINSICHTLICH VERWERTUNG UND ENTSORGUNG VON BIOLOGISCH ABBAUBAREN WERKSTOFFEN UND PACKSTOFFEN
8.1 Österreich
8.1.1 Kompostverordnung (BGBl. II Nr. 292/2001) und Abfallverzeichnis
Die österreichische Kompostverordnung listet im Anhang 1 sämtliche zur Herstellung von Komposten zulässigen Materialien (Abfälle) auf. Unterschieden werden Abfälle, die aufgrund ihrer Herkunft und Qualität zur Herstellung von Qualitätskompost zulässig sind und in der Regel keiner besonderen Herkunftsnachweise oder Qualitätsuntersuchungen bedürfen (Anhang 1 Teil 1).
Hinsichtlich getrennt gesammelter biogener Abfälle aus Haushalten heißt es:
„Eine chemische Analyse von Material, das über die kommunale Sammlung biogener Abfälle angeliefert wird, ist auch bei offensichtlicher Verunreinigung mit unschädlichen Störstoffen wie z.B. Kunststoffsackerl nicht erforderlich. Davon unberührt bleibt die Verpflichtung zur Aussortierung vorhandener Störstoffe, um die Vorgaben der Verordnung zu erfüllen und eine möglichst hohe Kompostqualität zu erreichen. Jedenfalls hat der Komposthersteller sicherzustellen, dass nur zulässige Ausgangsmaterialien der Tabelle 1 verwendet werden“. Teil 2 listet jene Materialien auf, für die die „Eignung der Ausgangsmaterialien grundsätzlich durch Herkunftsnachweis, Kenntnis des Entstehungsprozesses (verbindliche Erklärung des Prozessbetreibers) oder analytische Kontrolle sichergestellt werden muss“.
Im Zuge der Aktualisierung des österreichischen Abfallkatalogs wurde in der Abfallverzeichnungsverordnung (BGBl. II Nr. 89/2005) eine neue Gruppe 92 geschaffen, in der nunmehr sämtliche für eine Verwertung über die Kompostierung bzw. anaerobe Behandlung in Biogasanlagen geeigneten Abfälle aufgelistet wurden. Hierbei wurde die in der KompostVO getroffene Differenzierung beibehalten und zusätzlich zwischen rein pflanzlichen (SN Gruppen 921 und 924) und jenen Abfällen unterschieden, die tierische Bestandteile oder tierische Nebenprodukte in Sinne der EU Verordnung (EC) Nr. 1774/2002 enthalten können (SN Gruppen 922 und 925).
Rechtliche Rahmenbedingungen
63
TABELLE 8-1: FÜR DIE KOMPOSTIERUNG/BIOLOGISCHE BEHANDLUNG ZULÄSSIGE VERPACKUNGSSTOFFE UND WARENRESTE AUS NACHWACHSENDEN ROHSTOFFEN ENTSPRECHEND DER ABFALLVERZEICHNISVERORDNUNG BZW. IN DER BESCHREIBUNG DES BUNDESABFALLWIRTSCHAFTSPLANES.
Ausgangsmaterial-gruppen
zulässige Ausgangsmaterialien (Schlüsselnummern gemäß Abfallverzeichnisverordnung)
Qualitätsanforderungen an das Ausgangsmaterial bzw. Bemerkungen
Hochwertige Abfälle zur Kompostierung ausschließlich pflanzlicher Herkunft (Abfallgruppe 921) sonstige biogene Materialien pflanzlicher Herkunft
92118 nicht chemisch veränderte Verpackungsmaterialien und „Warenreste” ausschließlich natürlichen Ursprungs aus nachwachsenden Rohstoffen
z.B. Holzfasern, Baumwollfasern, Jute, Einweggeschirr aus nicht chemisch modifizierter pflanzlicher Stärke ohne Kunststoffbeschichtung; bei Material mit Verwechslungsmög-lichkeit (z.B. Chips oder Tassen aus Maisstärke) muss der Nachweis erbracht werden, dass lediglich die zulässigen Materialien verwendet werden; Nachweis der Kompostierbarkeit gemäß EN 13 432
Weitere Abfälle zur Kompostierung ausschließlich pflanzlicher Herkunft, die nicht den Bestimmungen der Verordnung (EG) Nr. 1774/2002 unterliegen, und kommunale Klärschlämme (Abfallgruppe 922) sonstige biogene Materialien
92210 chemisch modifizierte biologisch abbaubare Verpackungsmaterialien und „Warenreste”; zumindest zu 95% natürlichen Ursprungs aus nachwachsenden Rohstoffen
Verpackungen aus natürlichen biogenen Materialien, die chemisch modifiziert sein können; die Eignung für die Kompostierung muss mittels Gutachten nachge-wiesen sein; das Gutachten hat zumindest den vollständigen Abbau (nicht nur Desintegration) im Rahmen der für das Herstellungs-verfahren üblichen Rottezeiten zu bestätigen; bei reinen Produktionsabfällen sind Untersuchungen einmal pro Jahr bzw. nach jeder Änderung des Entstehungsprozesses, ansonsten bei jeder Anlieferung erforderlich; folgende Grenzwerte sind einzu-halten: bei Parametern, die in der Quali-tätsklasse A (Anlage 2 Teil 2) be-grenzt sind, dürfen maximal 5% des Grenzwertes erreicht werden; keine organischen Monomere sowie keine Kunststoffanteile wie Polyethylen, Polystrol, Polypropylen, Poly-ethylenterephthalat, Polyvenyl-chlorid, Polyurethan.
Zur Herstellung von Qualitätskompost können demnach ausschließlich Materialien und Packstoffe eingesetzt werden, die zu 100% aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt werden (SN 92118), und es darf keine chemische Modifizierung vorgenommen worden sein. Der Nachweis der Kompostierbarkeit hat auf Basis der ÖNORM EN 13432 zu erfolgen. Doch auch für die Herstellung von Kompost werden für die Verwendung von biologisch abbaubaren Verpackungsmaterialien und Warenreste strenge Maßstäbe
Rechtliche Rahmenbedingungen
64
gesetzt. Zwar ist hier eine chemische Modifizierung zulässig, der Anteil an fossilen Kunststoffen ist jedoch hier mit 5 % begrenzt.
Diese Regelung folgte der Philosophie, dass die Kompostierung der Kreislaufführung und Verwertung organischer Materialien der Herstellung eines hochwertigen Humusproduktes und nicht der Entsorgung von Verpackungsmaterialien oder sonstigen industriellen Produkten dient, auch wenn das Kriterium der „Kompostierbarkeit“ nach anerkannten Testnormen erfüllt wäre. Das wesentliche Kriterium ist demnach hier die “natürliche“ Herkunft und nicht die Abbaubarkeit der verwendeten Rohstoffe.
Das Sammelsystem für biogene Abfälle aus dem Haushalt oder dem Gewerbe bedingt einen unvermeidlichen Verunreinigungsgrad mit sogenannten Fremd-, Ballast- oder Störstoffen. Optisch sind es vor allem Folien und andere Plastikkomponenten (z.B. Hohlkörper), die ins Gewicht fallen. Im Sinne der Qualitätssicherung gibt es zwar Höchstwerte für Ballaststoffe und Plastikbestandteile im Endprodukt, eine definitive Begrenzung im Ausgangsmaterial, d.h. im Wesentlichen in der Biotonne, gibt es jedoch nicht.
TABELLE 8-2: GRENZWERTE FÜR BALLASTSTOFFE IN KOMPOST IN ABHÄNGIGKEIT DES ANWENDUNGSFALLS GEMÄß ANHANG II, KOMPOSTVO
Parameter Anwendungsbereich / -fall Grenzwert (Einheit)# Ballaststoffe > 2 mm Landwirtschaft 0,5 % TM
# Ballaststoffe > 2 mm Landschaftsbau und Landschaftspflege, Rekultivierungsschicht auf Deponien
1 % TM
Kunststoffe $ 2 mm Landwirtschaft 0,2 % TM
Kunststoffe $ 2 mm Landschaftsbau und Landschaftspflege, Rekultivierungsschicht auf Deponien
0,4 % TM
Kunststoffe $ 20 mm Landwirtschaft 0,02 % TM
Kunststoffe $ 20 mm Landschaftsbau und Landschaftspflege, Rekultivierungsschicht auf Deponien
0,04 % TM
8.1.2 ÖNORM S 2201: Biogene Abfälle ! Qualitätsanforderungen
Richtwert für Ballaststoffe in der Biotonne Diese ÖNORM befindet sich derzeit in Überarbeitung und beschreibt die Anforderungen an erforderliche Herkunftsnachweise, Art, Umfang und Häufigkeit der Qualitätsnachweise, und Aufzeichnungen sowie die Eingangskontrolle. Jedenfalls
„ist sicherzustellen, dass der Anteil an Stör-, Ballast- und Fremdstoffen im angelieferten Material den nachfolgenden Kompostierungsprozess und das Endprodukt nicht negativ beeinflusst. Für eine möglichst geringe Verunreinigung der biogenen Abfälle aus Haushalten und ähnlichen Einrichtungen sollte bereits in der Gemeinde durch eine effiziente Abfallberatung und durch Kontrollen während der Bioabfallsammlung gesorgt werden.“
Die Norm definiert als Richtwert für eine „akzeptable Verunreinigung getrennt gesammelter biogener Abfälle aus Haushalten und ähnlichen Einrichtungen“ einen Verunreinigungsgrad von 1 % in der Frischmasse (FM). Auch in dicht besiedelten Gebieten sollten 2 % in der Frischmasse nicht überschritten werden.
Rechtliche Rahmenbedingungen
65
Mit dieser Festlegung soll einerseits der Komposthersteller vor unsachgemäßer Sammlung und einem zu hohen und oftmals nicht adäquat abgegoltenen Sortieraufwand geschützt werden, andererseits soll die angestrebte hohe Kompostqualität und damit die Verwertungssicherheit gewährleistet werden.
Hinsichtlich der Eingangskontrolle heißt es:
„Biogene Abfälle aus der kommunalen Sammlung auf folgende Materialien visuell zu überprüfen: Glas, Kunststoffe, Metalle, Problemstoffe, Restmüll. Ist es nicht möglich, die enthaltenen Störstoffe ausreichend auszusortieren, oder sollte sich in einer Charge ein größerer Problemstoffanteil zeigen, ist diese der Restabfallbehandlung bzw. der Entsorgung zuzuführen. Eine chemische Analyse ist auch bei offensichtlicher Verunreinigung mit Störstoffen in der Regel nicht zweckmäßig. Eine Aussortierung von Störstoffen hat vorzugsweise mechanisch zu erfolgen (z.B. Siebung, Metallabscheidung).
Kompostierbare Abfälle aus dem gewerblichen Bereich sind grundsätzlich ebenfalls einer visuellen Kontrolle zu unterziehen, um eine eindeutige Zuordnung zu einem zulässigen Ausgangsmaterial vornehmen zu können. Die Feststellung der Störstoffe und deren Auslese hat analog zur Vorgangsweise für biogene Abfälle aus der kommunalen Sammlung zu erfolgen.“
8.1.3 AWG und Verpackungsverordnung – Das ARA / ARGEV Lizenzsystem für Packstoffe
Abfallwirtschaftsgesetz (AWG)11 und Verpackungsverordnung (VerpackVO)12, Abschnitt 5 des AWG regelt die Rahmenbedingungen für Sammel- und Verwertungssysteme. Insbesondere ist dies verknüpft mit der Möglichkeit, im Rahmen einer Verordnung gemäß § 36 AWG Sammel- und Verwertungsquoten, Tarifgrundsätze und Effizienzkriterien, Abgrenzungskriterien zu anderen Sammelsystemen sowie Aufzeichnungs-, Nachweis- und Meldepflichten festzulegen. Dies ist geschehen mit der VerpackVO. Hier eine kurze Zusammenstellung der hinsichtlich der Sammlung und Verwertung von biologisch abbaubaren Verpackungen und Warenresten relevanten Regelungen der VerpackVO
§(6) nimmt unter Punkt 9. sonstige Packstoffe, insbesondere auf biologischer Basis im Sinne von Erzeugnissen, aus denen unmittelbar Packmittel oder Packhilfsmittel hergestellt werden, in die Verordnung mit auf.
Grundsätzlich werden – zusätzlich zur Wiederverwendung/Mehrfachnutzung – zwei Verwertungswege beschrieben:
!"Die stoffliche Verwertung mit Ausnahme der Energiegewinnung jedoch einschließlich der organischen Verwertung von Verpackungen - das ist die aerobe Behandlung (biologische Verwertung) oder die anaerobe Behandlung (Biogaserzeugung) über Mikroorganismen und unter Kontrolle der biologisch
11 Bundesgesetz über eine nachhaltige Abfallwirtschaft (Abfallwirtschaftsgesetz 2002 – AWG 2002), BGBl. I
Nr. 102/2002; i.d.F. 13. August 2005 12 Verordnung über die Vermeidung und Verwertung von Verpackungsabfällen und bestimmten Warenresten
und die Einrichtung von Sammel- und Verwertungssystemen (VerpackVO 1996) BGBl. Nr. 648/1996 in der Fassung BGBl. II Nr. 364/2006
Rechtliche Rahmenbedingungen
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abbaubaren Bestandteile von Verpackungsabfällen mit Erzeugung von stabilisierten organischen Rückständen oder von Methan.
!"Thermische Verwertung ... mit kombinierter Energieerzeugung und Wärmegewinnung
Derjenige, der Verpackungen auf den Markt bringt, ist verpflichtet, diese Verpackungen (1) zurückzunehmen (zu erfassen) und (2) diese im obigen Sinne zu einem Mindest-Prozentsatz auch zu verwerten (Quotenregelung). Über entsprechende Lizenzverträge kann sich der Verpflichtete auch eines genehmigten Sammel- und Verwertungssystems bedienen. In Österreich wird dieses für Packstoffe durch die ARA (Altstoff Recycling Austria13; früher ARGEV – Verpackungsverwertungs-Ges.m.b.H.14) abgewickelt. Die ARGEV war ursprünglich eine der Branchenrecyclinggesellschaften und deckte die Materialien Kunststoff, Materialverbunde, Holz, Keramik und textile Faserstoffe ab. Die ARA schließt Verträge mit regionalen Entsorgungsunternehmen, Abfallwirtschafts-verbänden und Gemeinden, um ein flächendeckendes Sammlungs- und Verwertungs-system sicherzustellen.
ABBILDUNG 8-1: DAS ARA-SYSTEM BESTAND ZU BEGINN AUS EINZELNEN BRANCHEN-GESELLSCHAFTEN (HTTP://WWW.ARASYSTEM.AT)
Hinsichtlich der Quotenregelung ist zwischen dem Erfassungsziel und der Mindestquote zur stofflichen Verwertung zu unterscheiden. Beide werden vom BMLFUW festgelegt. Das Erfassungsziel für Kunststoffverpackungen im Haushaltssystem beträgt seit 2006 95 % der ARA-Lizenzmenge und ist somit das höchste in der EU.
Für die Erfassungsquote zählt einerseits die getrennte Sammlung, andererseits die Sammlung von Verpackungsabfällen gemeinsam mit Restmüll, sofern in weiterer Folge eine energetische Nutzung dieser Verpackungen in Müllverbrennungsanlagen erfolgt. Die Behandlung von Verpackungsabfällen in Müllverbrennungsanlagen mit Abwärmenutzung leistet also einen Beitrag, um die Erfassungsziele zu erreichen.
13 http://www.ara.at; http://www.arasystem.at 14 http://www.argev.at
Rechtliche Rahmenbedingungen
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Im Jahr 2006 wurden 48 % aller umgeschlagenen Leichtverpackungen zur stofflichen Verwertung aussortiert. Inklusive der Mischkunststofffraktion, die ebenfalls einer stofflichen Verwertung zugeführt wurde, betrug der Anteil der stofflich verwerteten Leichtverpackungen 55 %. Damit wurde die Mindestquote für die stoffliche Verwertung von 30% deutlich überschritten. Der operative Partner für die Abwicklung des Kunststoffrecyclings inkl. der thermischen Verwertung ist die ÖKK (Österreichischer Kunststoff Kreislauf15).
Jeder Inverkehrbringer von Packstoffen ist grundsätzlich verpflichtet eine entsprechende Logistik zur Rücknahme und Verwertung einschließlich der Information der Kunden bereitzustellen. Er muss die entsprechenden Erfassungs- und (stofflichen) Verwertungsquoten erfüllen. Über eine Entpflichtungs- und Lizenzvereinbarung kann er diese Verpflichtung auf das ARA-System übertragen. Wesentlicher Bestandteil ist die laufende Meldung der in Verkehr gebrachten Packstoffmengen und der Entrichtung der Lizenzgebühren.
Der aktuelle Tarif für Packstoffe auf biologischer Basis ist mit 58 Cent (€)/kg nur unwesentlich niedriger als für konventionelle (kleine) Kunststoffe (61 Cent (€)/kg).
Damit wird über das Lizenzsystem faktisch kein Anreiz oder strategischer Marktvorteil für Kunststoffe aus (zumindest zum Teil) aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellten Materialien geschaffen. Dies liegt aber auch in der Bestimmung begründet, dass es zwischen den einzelnen Sammel- und Verwertungssystemen keine Quersubventionierung geben darf und jede Branche für sich kostendeckend wirtschaften muss.
Da es derzeit keine unterschiedliche Verwertungs- bzw. Sammelschiene für konventionelle und biologische Kunststoffe gibt, wäre aus dieser Sicht eine deutliche Kosten- und mit Tarifdifferenzierung auch nicht ableitbar.
Eine Förderung der Bio-Kunststoffe wäre also nur politisch durchsetzbar. So geschehen in Deutschland, wo bis 2012 eine Befreiung von der Lizenzgebühr festgeschrieben wurde.
15 http://www.okk.co.at/okk_ag.html
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TABELLE 8-3: TARIFÜBERSICHT FÜR PACKSTOFFE DES ARA-SYSTEMS IN ÖSTERREICH (GÜLTIG AB 1.1.2007; IN € PRO KG , EXKL. UST)
8.2 Beispiel Deutschland
Biologische abbaubare Werkstoffe bzw. Verpackungen aus diesen Materialien werden in Deutschland in ähnlicher Weise geregelt wie in Österreich. In Summe besteht jedoch eine für Biokunststoff etwas günstigere Situation. Biologisch abbaubare Werkstoffe auf der Basis nachwachsender Rohstoffe sind im Anhang 1 der Bioabfallverordnung (BioAbfV) wie folgt erwähnt:
„...biologisch abbaubare Produkte aus nachwachsenden Rohstoffen sowie Abfälle aus deren Be- und Verarbeitung.“ und „Die Abbaubarkeit muss aufgrund einer technischen Norm nachgewiesen sein“.
Damit steht bei Erfüllung der technischen Norm zur „Prüfung der Kompostierbarkeit von Kunststoffen“ (DIN V 54900) prinzipiell einer Verwertung dieser Materialien über eine biologische Abfallbehandlung nichts im Wege. Allerdings kann der Verweis auf „aus nachwachsenden Rohstoffen“ aufgrund der fast in allen Fällen gegebenen Anteile an fossilen – wenn auch vollständig biologisch abbaubaren – Komponenten und bei strenger Auslegung problematisch sein. Der Weg der biologischen Verwertung wäre damit nicht möglich.
In der Verpackungsverordnung (VerpackV) wird zu den BAW ausgeführt: ...
„Soweit die Feststellung eines Systems ausschließlich für Kunststoffverpackungen , die überwiegend aus biologisch abbaubaren Werkstoffen auf der Basis nachwachsender Rohstoffe hergestellt sind und deren sämtliche Bestandteile kompostierbar, beantragt wird, kann die zuständige Behörde eine Feststellung nach §3 Abs. 3 Satz 11 bis zum 30.Juni 2002 unabhängig von den Anforderungen der Flächendeckung treffen, wenn der Systembetreiber geeignete Maßnahmen ergriffen hat, damit ein möglichst hoher Teil der ins System eingebrachten Verpackungen einer Kompostierung zugeführt wird.“
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Weiter im Anhang I (zu §6), Nr. 1 Abs. 2:
„...Soweit Kunststoffverpackungen, die überwiegend aus biologisch abbaubaren Verpackungen auf der Basis nachwachsender Rohstoffe hergestellt sind und deren sämtliche Bestandteile kompostierbar sind, in einem eigenständigen System erfasst werden, sind ab Juli 2002 mindestens 60 vom Hundert einer Kompostierung zuzuführen“
Hier werden BAW-Verpackungen, die vorwiegend auf der Basis nachwachsender Rohstoffe hergestellt sind, sowohl hinsichtlich einer möglichen Entpflichtung als auch mit einem besonderen verweis auf den Entsorgungs-/Verwertungsweg berücksichtigt. Diese Betrachtungsweise trifft die aktuelle Situation deutlich besser. Das Hessische Umweltministerium hat die Entsorgung biologisch abbaubarer Verpackungen über die Biotonne in Kassel als ein duales System entsprechend der Verpackungsverordnung anerkannt und dem Systembetreiber die entsprechende Feststellung nach §6 VerpackV erteilt.
In der Deutschen Verpackungsverordnung sind zertifizierte kompostierbare Kunststoffverpackungen während der Phase der Markteinführung von den Pflichten nach § 6 befreit (geregelt in §16 (2) der VerpackV, gültig bis 2012).
In der Düngemittelverordnung wird Kompost als Düngemittel geregelt. In Analogie zur BioabfV wurde eine gleich lautende Regelung eingesetzt: Zugelassen sind Komposte, die biologisch abbaubare Kunststoffe "aus nachwachsenden Rohstoffen" enthalten, petrochemische Bestandteile sind explizit nicht zugelassen.
Der wesentliche Unterschied zu Österreich besteht also in der Ausnahme kompostierbarer Kunststoffe von den Recyclingquoten bis 2012.
8.3 Weitere Überlegungen zu den rechtlichen Rahmenbedingungen
Von vielen Experten wird den rechtlichen – neben den wirtschaftlichen – Rahmenbedingungen eine zentrale Bedeutung für eine erfolgreiche Einführung von Biokunststoffen beigemessen. In Deutschland sind sich die Befürworter einer konsequenten Förderung der BAW einig, dass zwar die Herausnahme aus der Quotenreglung ein wichtiger Schritt war, aber die Einschränkung der BAW in der Kompostierung de facto auf Materialien aus 100% nachwachsenden Rohstoffen ein wesentliches Hemmnis für eine breite Einführung darstellt16. So meinte Margit Conrad vom Staatsministerium für Umwelt, Forsten und Verbraucherschutz: „...Da die Herkunft der Ausgangsmaterialien keine ökologische Rolle spielt, spricht viel dafür, diese Regelung in der Bioabfall- und der Düngemittelverordnung zu ändern. Wir sollten es deshalb dem freien Markt überlassen, welche der biologisch abbaubaren Kunststoffe sich in den einzelnen Anwendungsgebieten durchsetzen.“ Auch wenn auf die Problematik der Fehlwürfe angesprochen wurde, wurde der Ruf nach einer Öffnung der Bioabfall- und Düngemittelverordnung auch vom Vertreter des Landwirtschaftsministeriums vertreten. 16 Politischer Weinkeller am 11.12.2006 in der Landesvertretung Rheinland-Pfalz „Biologisch abbaubare
Kunststoffe – Innovation mit großer Zukunft“. Veranstaltet vom den Staatsministerien für Umwelt, Forsten und Verbraucherschutz sowie Wirtschaft Verkehr, Landwirtschaft und Weinbau; Vertretung des Landes Rheinland-Pfalz beim Bund und der EU; European Bioplastics.
Rechtliche Rahmenbedingungen
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In der Presseaussendung zu der Veranstaltung heißt es:
„Dieses sachlich nicht erforderliche Hemmnis sollte durch Novellierung beseitigt werden, um die Markteinführung von Biokunststoffen zu unterstützen. ... Zugelassen werden sollten alle Produkte aus biologisch abbaubaren Kunststoffen, welche durch Prüfung und Zertifizierung nach DIN EN 13432 dazu nachweislich geeignet sind. Ein Bezug auf die Rohstoffbasis sollte nicht erfolgen. Die Technologie- und Marktentwicklung wie auch die Rohstoffpreise sind Triebkraft genug, um sicherzustellen, dass möglichst hohe Anteile nachwachsender Rohstoffe in den Produkten eingesetzt werden. Dies ist das erklärte Ziel vieler Hersteller und Anwender, die Produkte im Markt sind klarer Beleg dafür. !Diese Position wird u.a. von VCI (Verband der Chemischen Industrie) und DBV (Deutscher Bauernverband) mitgetragen.“
Harald Käb von European Bioplastics schränkte ein, dass die Öffnung der Biotonne nicht so verstanden werden müsse, dass alle Biokunststoffe in ihr landen müssten. Es gäbe viele Verwertungswege (z.B. thermische Verwertung, Recycling). Das Stichwort sei „Biologische Verwertung ermöglichen“, das dem Markt und der technologischen Entwicklung helfe.
In unserer Expertenbefragung wurde mehrmals gefordert, dass Kunststoffe aus nachwachsenden Rohstoffen über zeitlich begrenzte Privilegien z.B. geringerer MWSt.-Satz, geringere Lizenztarife für Bioplastikverpackungen, ÖKO-Steuersysteme gefördert werden sollten. Weiters sollte hinsichtlich der Umweltkosten Kostenwahrheit bestehen und dadurch die Konkurrenzfähigkeit von Biokunststoffen verbessert werden.
Doch das Hauptanliegen war die Schaffung klarer und unmissverständlicher Richtlinien für die Kennzeichnung der Materialien und Produkte.
Im Gegensatz zu der Auffassung, die Herkunft der Rohmaterialien sei nebensächlich (s.o.), besteht die überwiegende Ansicht, dass die Herkunft „nachwachsende Rohstoffe“ die zentrale Botschaft sein sollte.
Der Verwertungsweg selbst sollte dann je nach Material, Produkt und dessen Verwendungsform bzw. dem jeweiligen ökologischen Zusatznutzen, der sich durch eine bestimmte Verwertung ergibt, entschieden werden.
Die drastischste Maßnahme wäre natürlich die rechtliche Verankerung der stufenweisen Einführung von Bioplastik-Materialien.
Nach den vielen Gesprächen und der Lektüre zur Frage der Einführung von Biokunststoffen aus nachwachsenden Rohstoffen sehen wir einen gangbaren und sinnvollen Weg in einer Kombination von Maßnahmen:
1. Ab einem Gesamtanteil von 50% Reduktion der Lizenzgebühren im Rahmen der Quotenregelung des ARA-Systems nach Maßgabe des Anteils an Biopolymeren aus nachwachsenden Rohstoffen (d.h. ein Anteil von 85% Nawaro beträgt die Lizenzgebühr nur mehr 15% derer für Kunststoffe fossiler Herkunft)
2. Zulassung der chemischen Modifizierung von Biokunststoffen auch zur Herstellung von Qualitätskompost (SN 92118), da die chemische Modifizierung eigentlich der Rohstoffherkunft keinen Abbruch tut und nur der besseren Produktperformance dient, wo hingegen die Kompatibilität mit der Kompostierung ohnehin nach EN 13432 zu prüfen ist.
Rechtliche Rahmenbedingungen
71
3. Hinsichtlich der Zulassung von Bestandteilen, die zwar nach EN 13432 biologisch abbaubar/kompostierbar sind, jedoch nicht aus nachwachsenden Rohstoffen erzeugt wurden wollen wir drei Varianten zur Diskussion stellen:
Grundsätzlich wird vorgeschlagen, die Unterscheidung von Materialien, die für die Herstellung von „Qualitätskompost“ bzw. „Kompost“ zulässig sind aufzugeben und eine einheitliche Definition in der Abfallgruppe 922 vorzunehmen (SN 92118). SN 92210 wäre demzufolge zu streichen.
Hierfür sollten folgende der drei Optionen unter den betroffenen Experten und Entscheidungsträgren hinsichtlich einer optimalen Lösung abgewogen werden
a. Übernahme der Qualitätsdefinition der SN 92210 (5% Bestandteil nicht natürlichen Ursprungs sind zulässig) auch in Anlage 1 Teil 1 KompostVo (Herstellung von Qualitätskompost)
Vorteil:
$"Beibehaltung einer bekannten Regelung
$"Hoher Ansporn für die industrielle Entwicklung von Materialien und Produkten, die fast ausschließlich aus nachwachsenden Rohstoffen erzeugt wurden
$"Die 5-Prozent-Tolleranz rechtfertigt (ähnlich wie die Kennzeichnung von Lebensmitteln aus der biologischen Landwirtschaft) eine einheitliche Auszeichnung „aus nachwachsenden Rohstoffen“ o.ä.
$"Auch bei steigenden Anteilen an Bioplastik-Verpackungen, die über die Kompostierung entsorgt würden, bliebe der zulässige Verunreinigungsgrad durch den petrochemischen Anteil der Bioplastik-Materialien im Rahmen zulässiger Grenzen (z.B. 10% (m/m) Bioplastikanteil im Bioabfall ergibt 0,5% (m/m) Kunststoffverunreinigung).
Nachteil:
$"Die meisten z.B. stärkebasierten Produkte besitzen auch bei Ausschöpfung bestehender technologischer Möglichkeiten gegenwärtig noch einen Anteil von 20 – 50 % nicht erneuerbarer Rohstoffe. Durch das 5 %-Limit würden weitere Innovationen für Produkte, die auch sinnvollerweise über die getrennte Sammlung und Kompostierung entsorgt würden (Bioabfallsammelhilfen, Lebensmittelverpackungen) stark eingeschränkt.
b. Zulassung von 10% nach EN 13432 biologisch abbaubaren/kompostierbaren Bestandteilen in den Produkten, auch wenn diese nicht aus nachwachsenden Rohstoffen erzeugt wurden zur Herstellung von Qualitätskompost (SN 92118)
Vorteil:
$"Die 10% Toleranz würde, gegenüber a), als erhöhter Innovationsansporn wirken
Rechtliche Rahmenbedingungen
72
$"Eine größere Auswahl an innovativen Produkten, die bereits jetzt technisch „machbar“ sind würden zur Substitution von konventionellem Kunststoff beitragen können
Nachteil:
$"Siehe a) Auch 10% Toleranz würde den aktuellen technischen Möglichkeiten nicht gerecht.
$"Zusätzliche Verunreinigung mit Kunststoffanteilen in der Biotonne (z.B. 10% (m/m) Bioplastikanteil im Bioabfall ergibt bereits 1% (m/m) Kunststoffverunreinigung).
$"Problem der Deklaration und Überprüfbarkeit von europaweit hergestellten und vermarkteten Produkten
c. Zulassen aller nach EN 13432 geprüften Anteile an Materialien, unabhängig von deren Herkunft mit mehrjähriger Übergangsfrist beginnend mit einem maximalen Anteil von 50% bis hin zu einem völligen Verbot nicht biogener Inhaltsstoffe in allen als „kompostierbar“ gekennzeichneten Produkten.
Vorteil:
$"Förderung der breiten Markteinführung von Biokunststoff-Produkten nach derzeitigen technischen Möglichkeiten,
$" Langsamer Aufbau der Akzeptanz in der Kompostbranche, da bereits zu einem frühen Zeitpunkt abbaubare Verpackungs-materialien in die Kompostierung integriert würden17
$" dennoch hoher Anreiz für ökologisch sinnvolle und tragfähige Neuentwicklungen in einem vernünftigen Zeitraum auch auf Basis des steigenden Umweltbewusstseins der Konsumenten,.
Nachteil:
$"Starker Entsorgungsdruck sämtlicher EN 13432 geprüfter Materialien und Produkte über den „billigen Entsorgungsweg“ der Kompostierung, da eine bedeutend höhere Anzahl an Produkten auf den Markt drängen werden, die nicht sosehr mit dem Rohstoff als mit dem Etikett kompostierbar und der Zulässigkeit nach KompostVo beworben würden.
$"Hierdurch steigt die Gefahr zusätzlicher Verunreinigungen im anonymen Bioabfallsammelsystem
$" In Kompostierungsanlagen mit routinemäßiger Vorsortierung steigt der Entsorgungsaufwand, da mit einer erheblichen Steigerung der Verpackungsmaterialien und damit der Sortierfraktion gerechnet werden muss.
17 Es ist denkbar, dass es u.U. zu weitaus größeren Problemen führen könnte, auch nur bestimmte Fraktionen
der bioabbaubaren Verpackungen und Bioplastik in der Kompostierung zu akzeptieren, wenn diese über viele Jahre für diesen Verwertungsweg ausgeschlossen gewesen wären, und erst dann (vielleicht in 20 Jahren?) zugelassen würden, wenn der überwiegende Anteil an Kunststoffen biologisch abbaubar bzw. aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt wären.
Rechtliche Rahmenbedingungen
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$"Die Abgrenzung: „nur Bioabfallsammelsäcke und bestimmte Lebensmittelverpackungen in die Biotonne“ wird deutlich unrealistischer
$"Die Überprüfung der Produkte auch hinsichtlich der gewünschten und regional (ggf. national) festzulegenden Kennzeichnung zur Entsorgung wird äußerst aufwändig, wenn nicht undurchführbar.
Weitere Anregungen, die überlegt werden können:
!"Steuerliche Begünstigung von Bioplastikmaterialien und Produkten über verringerte MWSt.-Sätze
!"Aufnahme der Produktion von Nawaro zur Herstellung von Biokunststoffausgangsmaterialien auf Ackerbrachflächen im Rahmen des ÖPUL, verknüpft mit mindest Umweltauflagen für Produktionstechnik, Bodenschutz und Fruchtfolge.
!"Gezielte Forschungs- und Betriebsansiedlungsförderung zur Entwicklung und Verarbeitung von Biokunststoffpolymeren und –produkten insbesondere zur Steigerung des Anteils nachwachsender Rohstoffe in Fertigprodukten. In diesem Sinne ein Zitat aus einem der geführten Interviews: „Im Sinne kommender Generationen und des Konsumenten sollte klar gemacht werden, dass eine konsequente Förderung auf nachhaltige Ressourcennutzung nicht nur mit Blick auf den Klimaschutz, sondern auch volkswirtschaftlich Sinn macht: Das Stichwort lautet: Ressourcen- und Wertschöpfung im eigenen Land, in der eigenen Region zu erhalten und entwickeln.“
Modellprojekte zur Markteinführung
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9 MODELLPROJEKTE ZUR MARKTEINFÜHRUNG UND VERWERTUNG VON BIOKUNSTSTOFFEN
9.1 Modellprojekt Kassel [2001 – 2002]18
9.1.1 Rahmenbedingungen und Versuchsdesign
Auftraggeber Bundesministerium für Verbraucherschutz, Ernährung und Landwirtschaft; Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (50%)
BAW-Herstellerfirmen, Abpack-, Handels- und Entsorgungsunternehmen.
Projektdurchführung, Autoren Vertreter der Wirtschaft (Hersteller von BAW, Einzelhandel, Verarbeiter, Branchenvertretung, Entsorgungsunternehmen) Zertifizierung; Fachkommunikation; Marktforschung
Publikation: Bauhaus Universität Weimar Fachbereich Bauingenieurwesen Matthias Klauß, Werner Bidlingmaier
Wesentliche Ziele und Untersuchungsfragen !"Verbraucherakzeptanz: wie reagiert der Verbraucher auf die neuartigen
Verpackungen? Wie beurteilt er die neue Technologie? !"Ist der Verbraucher in der Lage die BAW gezielt nach Gebrauch in die Biotonne zu
geben, ohne dass die Menge systemstörender Fremdstoffe ("Fehlwürfe") ansteigt? !"Einfluss von BAW-Verpackungen auf den verfahrenstechnischen Ablauf im
Kompostwerk !"Kompostierungs-/Abbauverhalten unter verschiedenen Bedingungen der
Hausgartenkompostierung !"Unterscheidet sich die Düngewirkung von anderem qualitätsgesicherten Kompost?
Untersuchungsmethoden und Auswertung der Ergebnisse !"Anteil von BAW in der Biotonne, im Restmüll und im „gelben Sack“ !"Veränderung des Anteils der Fehlwürfe in der Biotonne (Abfallsortieranalysen im
Vergleich zu Nullanalyse / Ist-Zustands-Erhebung) – drei Referenzgebiete (Hochhaus-, Mehrfamilienhaus- und Einfamilienhausbebauung).
!"Überprüfung der Verwertungstauglichkeit in einer biologischen Abfallbehandlung (Kompostierung): !" Sortierverhalten/ Auswirkung der Integration von BAW auf die Störstoffentfrach-
tung bei manueller Aussortierung !" vor der Inverkehrbringung der Verpackungen aus BAW und während des
Großversuches: Trockensubstanz, pH-Wert, organische Substanz, Stör- und
18 http://www.modellprojekt-kassel.de
Modellprojekte zur Markteinführung
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Fremdstoffe, Verunreinigungsgrad und Zink wurden nach RAL-GZ 251 analysiert.
!"Qualität der erzeugten Komposte. !"Feldversuch mit Komposten
Öffentlichkeitsarbeit, Information Marketing !"Verkauf von Verpackungen aus BAW im Einzelhandel !"Verteilung von Produktproben !"Hauswurfsendung, Informationsveranstaltungen auf öffentlichen Plätzen und in
Schulen, Hinweise und Aktionen im Handel, Internet-Website, Lokalpresse oder in Fachmedien
!"Kosten für die Kommunikation 2,40 EUR pro Haushalt.
Untersuchtes Produkt bzw. Material !"DIN CERTCO nach DIN V 54 900 auf Kompostierbarkeit geprüfte und zertifizierte
Verpackungen: !" Obst- und Gemüseschalen, Folien für diese, Folienbeutel, Tragetaschen und
Umverpackungen für Windeln. !" Einweggeschirr: Teller, Tassen, Becher und Besteck !" Netze und Beutel für Möhren und Kartoffeln, Verpackungsfolien für Blumen und
Geschenkartikel !" Abfallsäcke aus BAW-Folie. !" Mater-Bi Folien auf Stärkebasis, Abfallsammelsäcke der Firma FARDIS N.V.
(Folien auf Stärkebasis), Stärketassen aus Mischpolymeren, Ecoflex Taschen (Mischpolymer), verschiedene PLA Becher und Folien
Verteilung !"Einzelhandel
Partnereinbindung !"Umfassende Einbindung von Hersteller, Handel, Marketingexperten,
Abfallwirtschaftsexperten, Sammelunternehmen und Stadtverwaltung
9.1.2 Ergebnisse
Akzeptanz Anwender (Handel, Konsumenten etc.)
!"Ergebnisse aus 600 Interviews:
!" 82 % erkennen den Din-Certco Keimling als Erkennungszeichen für Verpackungen aus Bio-Kunststoffen.
!" 80 % der Käufer der neuen Produkte beurteilten deren Qualität als gut oder sehr gut. 87 % würden sie wieder kaufen.
!" Fast 90 % befürworten den Ersatz von konventionellen Kunststoffverpackungen durch kompostierbare
!" Wesentlich ist eine gut erkennbare und einheitliche Kennzeichnung aller BAW Produkte
Modellprojekte zur Markteinführung
76
!" 75 % würden für BAW Verpackungen mit Sicherheit oder eventuell Mehrkosten in Kauf nehmen.
45,0 44,0
9,0
1,0 0,0 1,00
10
20
30
40
50
Sehr gut 2 3 4 5 Sehrschlecht
Angaben in %
3
56
23
18
0 20 40 60
Weiß nicht
Beide gleich
Argument 2 istüberzeugender
Argument 1 istüberzeugender
Angaben in %
ABBILDUNG 9-1: ERGEBINIS DER BEFRAGUNG – WAS HALTEN SIE VON DER IDEE, ÜBLICHE KUNSTSTOFFVERPACKUNGEN DURCH BIOLOGISCH ABBAUBARE VERPACKUNGEN ZU ERSETZEN?
ABBILDUNG 9-2: WELCHES DER BEIDEN FOLGENDEN ARGUMENTE HALTEN SIE FÜR ÜBERZEUGENDER? 1. VERPACKUNG IST UMWELTFREUNDLICH, WEIL SIE AUS NACHWACHSENDEN ROHSTOFFEN BESTEHT. 2. VERPACKUNG IST UMWELTFREUNDLICH, WEIL SIE KOMPOSTIERBAR IST.
Sammelquote und Entsorgungsverhalten !"Der höchste Anteil an BAW im Bioabfall, der während der Projektlaufzeit gefunden
wurde, lag bei 0,47 Gew.-%. Bezogen auf eine Gesamtmenge von ca. 6 Mio. Mg Bioabfall in Deutschland entspräche dieser Anteil BAW einem Gewicht von ca. 28.000 Mg.
Fehlwürfe / Störstoffe in der Biotonne !"Generell keine signifikante Änderung bzw. im Durchschnitt leichte Senkung der
Störstoffgehalte im Vergleich zur Ausgangssituation. Annahme für Grund: Intensive Informationskampagne während des Modellversuches
!"Analyse im Januar: erhöhte Gehalte an Störstoffen. Annahme für Grund: Fehlen der Gartenabfälle und Weihnachts-Verpackungsmüll
Sortierversuche im Kompostwerk
!"Ab einem Anteil von 0,25% (m/m) BAW bei einem Störstoffanteil von ca. 2% verschlechtert sich die händische Sortierleistung beträchtlich. Bei einem Störstoffanteil von ca. 5% (m/m) ist die Sortierleistung bereits bei geringerem BAW-Anteil reduziert.
!"Die Aussortierung am Sortierband führte auch zu einem hohen Anteil an aussortierten Bioabfallsäcken (wahrscheinlich aufgrund ihrer guten Greifbarkeit), kleinere Verpackungsmaterialien wurden weniger leicht ausgelesen.
!"Gesamtauslese ergab eine Reduktion von 2,1 auf 1,1% (1. Durchgang) bzw. von 6,0 auf 4,1% (2. Durchgang).
!"Nach 9-wöchiger Rottedauer wurden die Anforderungen an den Rottegrad noch nicht eingehalten.
!"Bei 5 von 16 Untersuchungsproben wurde der gültige Grenzwert von 0,5 % TM für Störstoffe nicht eingehalten. Eine Feinabsiebung bei mindestens 12 mm wäre erforderlich.
!"Es wurde keine Erhöhung der Schwermetallgehalte festgestellt.
Modellprojekte zur Markteinführung
77
Schlussfolgerung der Autoren aus den Sortierversuchen !"Die mechanische Aufbereitung kann durch eine vorgeschaltete Siebung erfolgen
und die Durchsatzmenge der Handsortierung sollte 4 bis 5 Mg/h nicht überschreiten.
!"Mehrfacher und großer Aufdruck des BAW-Logos für eine bessere Erkennbarkeit! !"Verarbeitung in Kompostierungsanlagen ist möglich, wenn auch die Aufbereitungs-
und Sortiertechniken angepasst werden müssten. !"Komposte die unter Beimengung von BAW hergestellt wurden haben keinen
Einfluss auf Pflanzenertrag, Boden- und Produktqualität.
Kompostierungsversuche im Kompostwerk
wurden nicht durchgeführt.
Kompostierungsversuche (Abbaubarkeit) Hausgartenkompostierung in Kompostsilos
Siehe 10.1
Entsorgungs- und Verwertungswege /-sicherheit !"Unter den intensiven Bewerbungs- und Informationsbedingungen im Rahmen des
Versuches wurden keine negativen Auswirkungen auf das Sammelverhalten und die Verwertbarkeit festgestellt
Ökologische Auswirkungen (Ökobilanz) Wurde nicht bearbeitet
Bewertungen, Schlussfolgerungen der Autoren BAW Erfassung über die Biotonne ist möglich.
9.2 Loop Linz [2005]19
9.2.1 Rahmenbedingungen und Versuchsdesign
Auftraggeber o.ö. Landesregierung, Stadt Linz, Einzelhandelsgeschäfte, Industrieunternehmen und der IBAW e.V. (European Bioplastics)
Projektdurchführung, Autoren alchemia-nova - Institut für innovative Pflanzenforschung, Wien
Energieinstitut an der Johannes Kepler Universität Linz
.lichtl Sustainability Communication, Frankfurt
19 http://www.loop-linz.at
Modellprojekte zur Markteinführung
78
Wesentliche Ziele und Untersuchungsfragen !"Praxistest zur Einführung von BAW Produkten im Einzelhandel !"Akzeptanz der Produkte auf der Ebene des Einzelhandels, des Endverbrauchers !"Abbaubarkeit von Bio-Sammelsäcken für biogene Abfälle unter den Aufbereitungs-
und Kompostierungsbedingungen der Stadt Linz (Linz AG)
Öffentlichkeitsarbeit, Information Marketing Die Informationskampagnen richteten sich an:
!"Hersteller !"Einzelhandel !"Konsumenten !"Landwirte (Agrarfolien)
Untersuchtes Produkt bzw. Material !"Joghurtbecher (PLA) Greiner, Lembacher Molkerei (wurden nur einmalig für das
Projekt hergestellt) !"Tragetasche (Mater-Bi) bei INTERSPAR®; !"Abrissbeutel für Obst und Gemüse !"Obst- und Gemüsetrays !"Eierblister (PLA) !"PLA Becher für Obst und geschnittene Salate !"Blumenfolie (PLA) !"Scheckkarten/Sparbuchhülle (PLA + Mater-Bi) !"Bioabfallsammelsysteme (Mater-Bi)
!" BioMAT Kombi !" BioMAT Bio-Liner
!"Agrar-Muchfolien (Mater-Bi)
Verteilung !"Einzelhandel; Handelsketten
9.2.2 Ergebnisse20
Akzeptanz Anwender (Handel, Konsumenten etc.) !"Bei 3 Firmen ist aus dem Projekt eine Produktion bzw. Einführung von BAW
hervorgegangen: !" Verpackung für Toner und Inkjetpatronen; (in Zusammenarbeit mit
Behindertenwerkstadt) !" Grüne Erde: Verpackt ihre Produkte aus der Schlafzimmerserie in Stärkefolie !" Joghurtbecher und Deckel aus PLA im Rahmen der Schulmilchaktion !" INTERSPAR® (steigt verstärkt ein):
20 Die hier dargestellten Ergebnisse wurden aus einem persönlichen Gespräch mit Prof. Horst Steinmüller
vom Energie-Institut, Linz zusammengefasst.
Modellprojekte zur Markteinführung
79
- Normale Plastiksackerl
- Dünne Abreißsackerl für Obst und Gemüse (12 µ Schichtstärke aus Kartoffelstärke)
!"Konsumenten: !" Sehr positive Resonanz bei den Veranstaltungen !" Die Logik der Verwendung von BAW wird leicht verstanden !" Interesse von einzelnen Geschäften war gegeben, aber durch die geringen
Mengen nicht bedienbar! !" Häufige Frage .... „dürfen wir es tatsächlich in den Kompost geben?“
!"Projekt: Ausstattung der Rieder Messe zu Werkstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen möglichst umfassend aus BAW
Sammelquote und Entsorgungsverhalten Wurde nicht untersucht
Kompostierung !"14 Tage Linzer Heißrotte (Linz AG) in Rottebox und 6 Wochen Nachrotte in offenen
Mieten. siehe % 10.3
Entsorgungs- und Verwertungswege /-sicherheit !"War nur im Falle der Biosäcke ein Thema !"Sonst keine Untersuchung dazu.
Ökologische Auswirkungen (Ökobilanz) Wurde nicht untersucht
Bewertungen, Schlussfolgerungen der Autoren (Prof. Horst Steinmüller) !"Ein Biogemüsebauer und Großhändler ist aus Preisgründen aus dem Vorhaben
ausgestiegen !"Tonis Freilandeier: steigt nicht ein wenn nicht garantiert wird, dass Mais
gentechnikfrei ist (Problem der hohen Mindestabnahmemenge an genfreiem Granulat)
!"Ohne Loop-Linz gäbe es keine OÖ Bioraffinerie (Milchsäure aus Grassilage). !"Hausgartenkompostierung: ohne Umsetzen gibt es nahezu keinen Abbau !"INTERSPAR®: Im Gegensatz zu Italien verwendet Spar Österreich keine
Obst/Gemüsetrays aus BAW. Grund: es gibt in Österreich keine ARA-Entpflichtung für BAW-Verpackungen
!"Es hat sich gezeigt, dass die Kennzeichnung „aus nachwachsenden Rohstoffen“ oder „biologisch abbaubar“ nur in Verbindung mit der Kennzeichnung „kompostierbar“ sinnvoll ist.
!"Die vorrangige Einführung von normalen Bio-Plastiksackerln ist nicht sinnvoll, für den Einkauf ist es nachhaltiger, Leinensackerl zu verwenden. Es sollte dem Ersatz von klassischen Einweggebinden der Vorrang gegeben werden!
Modellprojekte zur Markteinführung
80
9.3 Modellprojekt Nordhausen – Ökonomische Grundsatzuntersuchung zum Einsatz biologisch abbaubarer Werkstoffe im Catering-Bereich als Voraussetzung für strategische Planungen
9.3.1 Rahmenbedingungen und Versuchsdesign
Auftraggeber Bundesministerium für Umwelt; Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.
Projektdurchführung, Autoren An dem Projekt waren sieben Institutionen beteiligt, unter anderem die AGRONA Bauernmarkt GmbH (Koordination), die Compopure Stärke AG (Produktlieferant) und die Fachhochschule Nordhausen (wissenschaftliche Untersuchungen & Marktanalyse; Wagner, 2003).
Wesentliche Ziele und Untersuchungsfragen Das Modellvorhaben beinhaltete folgende Schritte:
!"Bekanntmachung der Produkte bei Bürgern, Unternehmen und Organisationen, !"Produktoptimierung, !"Einsatz von Geschirr aus biologisch abbaubaren Werkstoffen bei Volksfesten und
Großveranstaltungen im Untersuchungsgebiet und !"Untersuchung zur Abbaubarkeit und zum Verhalten des Materials bei der
Biogasgewinnung.
Untersuchungsmethoden und Auswertung der Ergebnisse Der angestrebte flächendeckende Einsatz wurde nicht durchgehend erreicht, so konnten abbaubare Produkte nur bei insgesamt fünf Großveranstaltungen eingesetzt werden. Ausschließlich Produkte aus biologisch abbaubaren Werkstoffen wurden nur bei einer davon, dem Umweltfest, verwendet. Die ausführenden Catering-Unternehmen konnten im jeweiligen Einzelfall nur dann davon überzeugt werden, biologisch abbaubare Produkte einzusetzen, wenn diese preisgleich mit konventionellen Produkten angeboten werden konnten. So musste beispielsweise der Preis für Besteckteile gesenkt werden, um in der Folge ausreichend Material für die Vergärungsversuche zu erhalten. Die Entsorgung des Einweggeschirrs erfolgte in eigens gekennzeichneten Biotonnen.
Öffentlichkeitsarbeit, Information Marketing !"Informationsstände bei den Veranstaltungen !"Einrichtung eines Vertriebs- und Informationsnetzes in einem Bauernmarkt. !"Die ausgestellten Produkte waren während der gesamten Projektdauer frei zu
erwerben.
Untersuchtes Produkt bzw. Material Über die Projektdauer wurden aus verschiedenen Polymeren (darunter solche aus nachwachsenden und solche aus nicht biogenen Rohstoffen) hergestellte Einwegprodukte angeboten.
Modellprojekte zur Markteinführung
81
!"Kalt- und Heißgetränkebecher, !"Besteck, Teller, Tassen und Schalen, aus Stärke, Cellulose, PLA und BAK
(Copolyester). Der Einsatz von Mehrwegprodukten aus Biokunststoffen wurde im Rahmen des Modellprojektes nicht untersucht.
9.3.2 Ergebnisse
Akzeptanz Anwender (Handel, Konsumenten etc.) !"Konsumenten:
!" In der Praxis zeigte sich, dass die biologisch abbaubaren Produkte von den Konsumenten kaum jemals als solche erkannt wurden und demzufolge erhebliche Fehlwürfe zu verzeichnen waren.
!" Kundenbefragungen von jeweils ca. 100 Besuchern dreier Veranstaltungen im Abstand von drei Monaten ergaben, dass das Geschirr aus biologisch abbaubarem Material bei der Bevölkerung zwar angenommen wurde, jedoch ausschließlich unter subjektivem Qualitätsempfinden, nicht aber aus Gründen der Umweltverträglichkeit.
!" 98% der Befragten gaben an, angenehm von der Qualität (Erscheinungsbild, Stabilität etc.) überrascht zu sein.
!" Allerdings bestand kaum Bereitschaft, den höheren Preis für solches Geschirr zu bezahlen. Selbst unter den Teilnehmern der Umwelttage, die als sensibilisierte Gruppe betrachtet wurden, bestand kein Verständnis für die höheren Kosten. 95% fanden das Geschirr zu teuer
!" 75% bezweifelten, dass es tatsächlich biologisch abbaubar sei. !" 90% der befragten Veranstaltungsbesucher waren nicht bereit, für die
Getrenntsammlung des Geschirrs aus biologisch abbaubarem Material einen weiteren Weg in Kauf zu nehmen.
!"Betreiber von Imbissbuden und Catering-Unternehmen: !" In der Diskussion mit Betreibern von Imbissbuden und Catering-Unternehmen
ergab sich, dass der Einsatz abbaubarer Produkte in diesen Geschäftsfeldern aufgrund der angespannten wirtschaftlichen Situation und des harten Wettbewerbs generell zu teuer kommt.
!" Die Umweltproblematik des Einweggeschirrs war bekannt, als Entscheidungsgrundlage für den Einkauf war allerdings lediglich der Preis ausschlaggebend.
!" Getränkeanbieter verwiesen darauf, dass üblicherweise von den Brauereien festgelegt wird, ob Mehrweg- oder Einweggeschirr einzusetzen ist, wobei bei letzterem erneut nur das kostengünstigste Produkt gewählt wird.
!" Im Partyservice wird aufgrund höherer Qualitätsansprüche überwiegend Mehrweggeschirr bevorzugt.
!" Einzelinterviews mit Einkäufern aus dem Handel zeigten, dass für Einweggeschirr aus biologisch abbaubaren Werkstoffen gleich mehrere Hindernisse bestehen. Da die erwartete Handelsspanne im Vordergrund steht, verhindert der höhere Preis so gut wie immer, dass ein Produkt auf der
Modellprojekte zur Markteinführung
82
Warenliste erscheint. Einweggeschirr hat darüber hinaus keinen großen Aufmerksamkeitswert für Endverbraucher und es wird vermutet, dass umweltbewusste Konsumenten ohnehin auf Einwegprodukte verzichten.
!"Designtests, Funktions- und Sensoriktest unter kontrollierten Bedingungen mit über 100 Personen im Blindtest mit biologisch abbaubarem & herkömmlichem Geschirr und Besteck (Kunststoff und Karton). !" abbaubare Produkte wurden in der Gesamteinschätzung besser beurteilt, !" die meisten Teilnehmer erkannten jedoch nicht, aus welchem Material
beispielsweise die Besteckteile bestanden und konnten keine Verwertungseigenschaften zuordnen.
Mikrobiologische und lebensmittelrechtliche Untersuchungen !"Veränderung der Rohstoffe unter Verarbeitungsbedingungen sowie Stabilität der
Produkte unter Anwendungsbedingungen. !" Die mikrobiologischen Untersuchungen der Produkte ergaben, dass alle
eingesetzten Materialien den lebensmittelrechtlichen Vorschriften entsprachen. !" Insbesondere die Ergebnisse des anaeroben Abbaus sind als besonders
wertvoll zu bezeichnen, zumal in der Fachliteratur nur sehr wenige Daten über die anaerobe Verwertbarkeit und über Biogasausbeuten üblicher, laut EN 13432 als kompostierbar zertifizierter Werkstoffe zu finden sind.
!" Biopolymere wurden erwartungsgemäß vollständig anaerob abgebaut !" Die Abbauraten einiger untersuchter Polyester blieben deutlich hinter den
Erwartungen zurück. !" Beimischung von frischem Bioabfall zu den Labor-Gärversuchen brachte
wiederholt und reproduzierbar verbesserte Gasausbeuten. !" Ein thermisches Hydrolyseverfahren zur Vorbehandlung abbaubarer Polymere
(Polylactid) wurde beschrieben und die Empfehlung ausgesprochen, die thermische Hydrolyse generell durchzuführen.
Schlussfolgerungen der Autoren !"Zusammenfassend muss festgestellt werden, dass trotz hoher Akzeptanz
biologisch abbaubarer Werkstoffe durch den Verbraucher es ohne gesetzliche Regelungen kaum möglich sein wird, sie in großem Umfang einzusetzen. Auch wenn als Ergebnis des 3 Jahre dauernden Kasseler Projekts 90% der Befragten der Ansicht sind, dass kompostierbare Materialien in der Zukunft eine ebenso große Rolle spielen werden wie Solar- und Windenergie muss noch sehr viel für die Einführung der neuen Werkstoffe getan werden. Dabei sind gesetzliche Regelungen für deren Anwendung und für deren anschließende Entsorgung wichtig.
!"Auch bei größter Bewerbung werden als Folge der Studie für das Marktsegment biologisch abbaubares Einweggeschirr kaum Chancen gesehen.
!"Auch müssen vorhandene Rahmenbedingungen genutzt und gegebenenfalls neue geschaffen werden, damit Forschungsergebnisse ohne Probleme praktisch umgesetzt werden können. Außerdem müssen Bedingungen geschaffen werden, dass gute vorhandene und bereits erprobte Materialien nicht wieder vom Markt verschwinden.
Modellprojekte zur Markteinführung
83
!"Der Erfolg hängt davon ab, wieweit es einerseits gelingt, die ökologischen Vorteile klar erkennbar zu machen und andererseits potentiellen Abnehmern ein im Vergleich zu Konkurrenzprodukten besseres Kosten-Nutzen-Verhältnis zu kommunizieren.
!"Der Autor kommt zu dem Schluss, dass der flächendeckende Einsatz biologisch abbaubarer Produkte bei Veranstaltungen nur dort funktioniert, wo Kommunen oder Länder entsprechende gesetzliche Vorgaben bzw. Regelungen erlassen. Allerdings erweist sich auch hier der deutlich höhere Preis für abbaubare Produkte als Hindernis. Als potentielle Einsatzgebiete wurden eher ökologisch orientierte Großveranstaltungen identifiziert, da hier am ehesten die Bereitschaft besteht, die Mehrkosten zugunsten anderer, qualitativer Aspekte in Kauf zu nehmen.
9.4 Beschaffung von Bechern aus Biokunststoffen für den Tiergarten Schönbrunn
9.4.1 Rahmenbedingungen und Versuchsdesign
Auftraggeber Stadt Wien, MA 22
Projektdurchführung, Autoren Gudrun Obersteiner, Felicitas Schneider et al. (2006) Universität für Bodenkultur Wien, Department Wasser – Atmosphäre – Umwelt, Institut für Abfallwirtschaft, O.Univ.Prof.Dipl.Ing.Dr.techn. Peter Lechner, Muthgasse 107, A - 1190 Wien
Wesentliche Ziele und Untersuchungsfragen !"Testung der Praxistauglichkeit von Einwegbechern (100% Maisstärke/
Polymilchsäure; transparent; ohne Aufdruck.) durch die Mitarbeiter der tiergarteneigenen Gastronomie im Bereich Kaltgetränke.
!"Kundenakzeptanz der Biobecher: Becherqualität, Konzept "nachwachsende Rohstoffe"
!"Auswirkungen (ökonomisch und ökologisch) eines zukünftigen Biobechereinsatzes
Untersuchungsmethoden und Auswertung der Ergebnisse !"Fragebogengestützte Interviews mit den verantwortlichen Personen der Gastro-
nomiebetriebe !"Gespräche (Interviews) mit Mitarbeitern !"Akzeptanzanalyse: 200 face-to-face Befragungen (Fragebogen) !"allgemeine Einstellung der Besucher zu Bechern aus nachwachsenden Rohstoffen !"Vorteile für die Umwelt:
!" Zusammenstellung existierender Informationen über die verwendeten Rohstoffe, ihre Verarbeitungs- und Transportwege sowie ihre mögliche gentechnische Veränderung
Modellprojekte zur Markteinführung
84
!" ökonomischen Auswirkungen für zukünftige Anwender von Biobechern
Öffentlichkeitsarbeit, Information Marketing !"Mitarbeiter des Tiergartens/Gastronomie: Informationsblatt mit den wichtigsten
Informationen zu Rohstoffen, Herstellung und Eigenschaften von Polymilchsäurebechern
!"Tiergartenbesucher: Plakate auf Plakatständern während des Tests jeweils direkt bei den Ausschankstandorten
ABBILDUNG 9-3: INFORMATIONSPLAKAT ZUR VERWENDUNG DER PLA-BECHER BEI DEN AUSSCHANKSTANDORTEN (AUS OBERSTEINER ET AL., 2006)
Untersuchtes Produkt bzw. Material Becher á 0,3 und 0,5 Liter aus Polymilchsäure (PLA)
Verteilung Je 10.000 Becher á 0,3 und 0,5 Liter wurden an die "Tiergarten Schönbrunn Gastronomie GmbH" geliefert
Partnereinbindung !"verantwortliche Personen und Mitarbeiter der Gastronomiebetriebe
9.4.2 Ergebnisse
Akzeptanz Anwender (Gastronomie) und Konsumenten
Mitarbeiter der Gastronomie
!"keine Unterschiede zu den herkömmlichen Bechern hinsichtlich Optik, Qualität, Größe
!"Weiterverwendung nach Testphase durchaus vorstellbar: !" Motiv: primär durch den Umweltgedanken motiviert. !" Preisfrage wurde als untergeordnet bewertet
Modellprojekte zur Markteinführung
85
!" Aufdruck mit Info zu „Biobecher“ und Bewerbung des Tiergartens erforderlich !" Als weitere Produkte sind denkbar:
- Plastikstäbchen und –löffel
- Eisbecher (derzeit Hartpapier)
!"Option Mehrweg – Pfandbecher !" Wurde aus logistischen Gründen abgelehnt (Verrechnung, Platzmangel,
Rückgabe durch Besucher ist kaum zu erwarten) !"Option getrennte Sammlung
!" Wird für undurchführbar gehalten (keine Sammeldisziplin) !"Kompostierung: ist keine Option
Konsumenten (Besucher der Gastronomiebetriebe im Tiergarten)
!"Qualität: gleichwertig bzw. bessere Stabilität !"Bekanntheitsgrad
!" Biokunststoffe allgemein: 35% !" Höchste Nennung: McDonalds: 46%
TABELLE 9-1: BEKANNTE PRODUKTE UND VERPACKUNGEN AUS BIOKUNSTSTOFFEN UND ORTE, WO DIESE VON DEN BEFRAGTEN GESEHEN WURDEN (AUS OBERSTEINER ET AL., 2006)
Modellprojekte zur Markteinführung
86
0
10
20
30
40
50
60
schlechter gleichwertig besser weiß nicht
Angaben in %
ABBILDUNG 9-4: KONSUMENTENBEFRAGUNG: WIE WERDEN DIE PLA-BECHER GEGENÜBER HERKÖMMLICHEN TRINKBECHERN EMPFUNDEN? (AUS OBERSTEINER ET AL., 2006)
Sammelquote und Entsorgungsverhalten Nicht relevant
Kompostierung Nicht relevant; es erfolgte keine getrennte Sammlung und Kompostierung
Verwertungssicherheit Nicht relevant, da mit Restmüll entsorgt. D.h. es ginge in die Erfassungsquote für Biokunststoffe ein, falls Restmüll mit energetischer und Wärmenutzung verbrannt würde.
Ökologische Auswirkungen (Ökobilanz) !"Verwendung von PLA-Bechern ist aus ökologischer Sicht sinnvoll:
!" Reduktion von klimarelevanten Emissionen bei der Herstellung und Entsorgung !" 30 % geringeren fossilen Gesamtenergiebedarf bei Herstellung von
Polymilchsäuregranulat gegenüber Polypropylengranulat (Vink et al., 2003) !" CO2-Einsparungspotential von 4.223 CO2-Äquivalenten (für 300.000 Stück pro
Jahr im Vergleich zu Polystyrolbechern) !"Vorteil von Polymilchsäure
!" weniger Energie als für die Herstellung vergleichbarer Kunststoffe aus Erdöl. !" ähnlich wie herkömmlicher Kunststoff aus Erdöl verarbeitbar !" optisch kaum zu unterscheiden. !" Große Produktpalette: Becher, Besteck, Bekleidung, Folien, Hygieneprodukte,
Medizin. Implantate u.s.w. !" Unter bestimmten Bedingungen mikrobiell zu Kohlendioxid, Wasser und
abbaubar (auch theoretisch kompostierbar, falls getrennt gesammelt) !" Bei Entsorgung über Restmüll in der Müllverbrennung, entstehen bei der
Verbrennung „klimaneutrales“ Kohlendioxid (CO2) und Wasserdampf. Dieses CO2 trägt langfristig nicht zum Ansteigen des CO2- Niveaus in der Atmosphäre
Modellprojekte zur Markteinführung
87
bei (äquivalent zur von den zur Herstellung der Polymilchsäure verwendeten Pflanzen absorbierten CO2-Menge).
Bewertungen, Schlussfolgerungen der Autoren !"Es ist daher zu erwarten, dass Produkte aus Biokunststoffen (wo sich der Einsatz
aufgrund der bestehenden Rahmenbedingungen als sinnvoll darstellt) von der Bevölkerung positiv aufgenommen werden
!"Begriffe wie „biologisch abbaubar“, „Umweltschutz“ und „kompostierbar“ (vgl. Abb. 10) in Erinnerung bleiben bzw. geläufig sind. Im · Zusammenhang mit Bechern aus „Biokunststoff" werden in erster Linie "Umweltschutz", "Abfallvermeidung", "abbaubar" und "kompostierbar" assoziiert
!"Es sollte klar kommuniziert werden, !" welche Materialien verwendet werden, !" was nach Gebrauch damit passiert und !" nach welchen Kriterien entschieden wurde (z.B. Material, nachwachsen-
der/fossiler Anteil Sammlung im Restmüll/Kompostierung, …).
Praxisversuche zur Kompostierung von Biokunststoffen
88
10 VERSUCHE ZUM KOMPOSTIERUNGSVERHALTEN VON BAW UND BIOABFALLSAMMELSÄCKEN AUF STÄRKEBASIS KOMPOSTIERUNGSVERSUCHEN
10.1 Modellversuch Kassel: Hausgartenkompostierung
Abbau-Praxistest über 12 Monate in offenen Holzsilos, geschlossenen Kunststoffsilos und offenen Mieten
!"Praktisch kein Abbau von PLA-Produkten !"Alle anderen, vor allem stärkebasierte Materialien, zeigen am Ende einen hohen
Abbaugrad (bis zu 100 %) – jedoch einen deutlich langsameren Abbau als in technischen Kompostanlagen; wesentlicher Faktor: intensive mechanische Bearbeitung
!"Erdölprodukte zeigten keinen bzw. nur einen geringen Abbau (z.B. Ecoflex und Eastar-Bio)
!"Gering besserer Abbau in geschlossenen Silos (geringere Austrocknung, etwas höhere Temperaturen im Winter) – auch etwas bessere Resultate in den offenen Mieten
!"Nachteil der geschlossenen Silos: hoher Bewässerungsbedarf, da kein Regen eindringt
!"Zugabemengen führten zu höherem Temperaturanstieg, hatten aber keinen Einfluss auf den Abbau
!"Schlechter Abbau v.a. in den Randzonen („Ecken“) und in der obersten Schicht! !"1% (m/m) Zugabe von BAW hatte keinen Einfluss auf Prozess- oder
Kompostparameter !"Zusammenfassende Schlussfolgerung des Autors:
!" Zusammenfassend kann konstatiert werden, dass getestete und zertifizierte BAW auf der Basis von Stärke bzw. Stärkeblends ohne Einschränkung über die Eigenkompostierung verwert- und kompostierbar sind, speziell Produkte aus relativ dünnen Folien sind problemlos abbaubar. Fossil basierte aromatischaliphatische Copolyester sind nur mit Einschränkungen für die Eigenkompostierung geeignet, da sie längere Intervalle für ihren Abbau benötigen, als für die Eigenkompostierung empfohlen werden. PLA Artikel sollten vorerst nicht über die Eigenkompostierung verwertet werden, da sie innerhalb eines Jahres fast überhaupt keine Abbauerscheinungen zeigten. Generell wird empfohlen, bei als kompostierbar gekennzeichneten BAW die Kompostierbarkeit in der Eigenkompostierung im Rahmen der technischen Norm ebenfalls zu überprüfen.
Praxisversuche zur Kompostierung von Biokunststoffen
89
10.2 Kompostversuch Tulln: Abbau von Bioabfallsäcken aus BAW bei unterschiedlicher Kompostiertechnik
10.2.1 Rahmenbedingungen und Versuchsdesign
Auftraggeber Amt der NÖ Landesregierung
Projektdurchführung, Autoren Universität für Bodenkultur, Institut für Abfallwirtschaft, Univ.Prof. DI Dr.techn. Peter Lechner
Wesentliche Ziele und Untersuchungsfragen !"Abbauverhalten der an die Bevölkerung ausgegebenen „kompostierbaren“
Bioabfallsammelsäcke und Einfluss der Umsetztechnik (Radlader, Umsetzgerät) !"Störstoffgehalt in der „Biotonne“ !"Einfluss der bioabbaubaren Sammelsäcke auf Materialbehandlung, Verunreinigung
durch Windverfrachtung und Endproduktqualität (Ballaststoffanteil)
Untersuchungsmethoden und Auswertung der Ergebnisse !"Sortieranalyse der angelieferten Biotonne differenziert nach zwei Siedlungstypen
bzw. Behältervolumen: (1) anonym / mehrgeschossige Häuser ohne Garten (=300 l) (2) Einfamilienhaus mit Garten (=120 l Tonne) Untersuchte Fraktionen: !" Lebensmittel ungebraucht !" Biokunststoffe (Sammelsäcke) !" Synthetische Kunststoffe (Folien) !" Synthetische Kunststoffe (andere) !" Sonstige Störstoffe
Öffentlichkeitsarbeit, Information Marketing Nicht relevant
Untersuchtes Produkt bzw. Material bioMat®-BioBags der FirmaPro-Tech GmbH, Biologische und Technische Produkte A-6130 Schwaz/Tirol, Einfang 33 - Gewerbepark Ost, www.biomat.info
Zertifiziert auf Kompostierbarkeit durch DIN CERTCO nach DIN V 54900 und EN 13432.
Ausgangsmaterial: MaterBi®
Verteilung /Bezugsmöglichkeit der Bioabfallsammelsäcke Während der Projektphase (und bereits drei Jahre davor) wurden 52 Bioabfallsammelsäcke pro Jahr gratis an die an die Bioabfallsammlung angeschlossenen Haushalte abgegeben.
Praxisversuche zur Kompostierung von Biokunststoffen
90
10.2.2 Ergebnisse
Verwertungssicherheit Nicht untersucht
Sortieranalyse Biotonne Anonym Einfamilienhäuser + Garten % Frischmasse Störstoffe ohne Biosack 0,4 – 3,5 0,0 – 1,1 Biosack 1,0 – 2,0 0,4 – 1,5 Summe 2,2 – 4,8 0,4 – 2,6
Sortieranalyse in den Mieten und während der Kompostierung Radlader-Miete Umsetz-Miete % Frischmasse Störstoffe
o. Biosack Biosack Summe Störstoffe o.
Biosack Biosack Summe
Nach dem Aufsetzen 2,2 0,9 3,0 1,9 1,1 3,0 3 Wochen 1,9 0 1,9 1,1 0 1,1 10 Wochen 0,7 0 0,7 0,4 0 0,4 Fertigkompost gesiebt (12 Wochen)
< 0,1 % TM 0 < 0,1 %
TM 0
Siebüberlauf n.a. 0 n.a. 0 n.a.
Zusammenfassung der Ergebnisse !"Der Biosackanteil am Gesamtstörstoffgehalt beträgt
!" Im Siedlungstyp „anonym“: 25, 27, 66 und 81 % (im Mittel: 50 %) !" Im Siedlungstyp „Einfamilienhaus“: 47, 58, 86 und 100 % (im Mittel: 73 %)
!"Durch die stärkere mechanische Bearbeitung mit dem Umsetzgerät erfolgt eine stärkere Zerkleinerung der Störstoffe (Plastikfolien) als bei der Bearbeitung mit dem Radlader.
!"Durch das händische Ausklauben nach den Umsetzvorgängen reduziert sich der „nicht abbaubare“ Störstoffanteil nach 10 Wochen Rotte auf ca. 20 – 30 % des Ausgangsgehaltes.
!"Die fehlende Erfassung der abgeklaubten und eventuell durch Wind verdrifteten Folien verfälschen das Ergebnis und lassen eine vollständige Bewertung nicht zu.
Bewertungen, Schlussfolgerungen der Autoren Keine
Praxisversuche zur Kompostierung von Biokunststoffen
91
10.3 Loop-Linz – Aufbereitungs- und Kompostierungsversuche im technischen Maßstab
10.3.1 Versuchsanstellung, Fragestellung
Im Rahmen einer Diplomarbeit (Beissmann, 2005) wurden mehrere Versuche mit folgenden Fragestellungen im großtechnischen Maßstab durchgeführt.
1. 14-tägiger Rotteversuch in der Tunnelkompostierung mit 10 l Loop-Linz Tragetaschen und 15 l Bioabfallsäcke (Biomat der fA. Pro-Tech®) gefüllt mit frisch angeliefertem Biomüll, mit Strukturmaterial abgemischt.
2. Macht es einen Unterschied, ob die Säcke aufgerissen sind?
3. Anteil des Bioplastik Säcke, die nach Dosierschnecke bzw. Mühle im Trommelsieb abgeschieden werden
4. Bei geringem Abbau in der 14-tägigen Intensivrotte: Wie ist das Abbauverhalten in der Nachrotte (offene Mietenkompostierung)?
10.3.2 Ergebnisse
!"Ohne Materialbewegung ist ein Quellen der Mater-Bi® Einkaufstaschen und Biomüllsäcke zu beobachten. Dies gilt auch für mechanisch aufgerissene Säcke. Der Rotteverlust in der 14-tägigen Intensivrotte beträgt durchschnittlich nur 21 % (m/m)
!"Auch bei Aufgabe und Bearbeitung durch eine Dosierschnecke werden ca. 67 % der Bioplastiksäcke im nachfolgenden Sieben abgeschieden (Grobfraktion). Nur nach Zerkleinerung in einer Mühle verbleiben 84% in der Rottefraktion
!"Das heißt eine Vorabsiebung ohne Zerkleinerung würde die Bioplastiksäcke gemeinsam mit den konventionellen Plastikanteilen zu 70% ausschleusen.
!"Nach der 14-tägigen Rotte und Nachaufbereitung verbleiben 63 - 74 % des eingesetzten Materials für die nachfolgende Rotte
!"In der Nachrotte mit 2-tägigem Umsetzen erfolgt ein vollständiger Abbau der Bioplastikanteile (meist bereits nach 7 – 14 Tagen)
Bewertungen, Schlussfolgerungen der Autoren Die Ergebnisse der sechs Großversuche zeigen, dass die Aufbereitung (z.B. Aufreißen der Säcke) kaum Einfluss auf die Abbaubarkeit, die Nachaufbereitung, sowie die Nachkompostierung hat, sondern lediglich zu Sortierzwecken genutzt werden kann. Es ist möglich, hier die Kunststoffsäcke in die brennbare Fraktion zur mechanisch biologischen Aufbereitung zu leiten, wobei der Vorteil der biologischen Abbaubarkeit nur in der Rotte genutzt werden kann. Weiters kann davon ausgegangen werden, dass der sofortige Einsatz dieser Produkte in Linz möglich ist und keine negativen Auswirkungen auf die Kompostanlage der Linz AG und deren nachfolgenden Verarbeiter hat.
Praxisversuche zur Kompostierung von Biokunststoffen
92
10.4 Die wesentliche Schlussfolgerung aus den Praxisversuchen
Die Erfahrungen aus den Praxisversuchen haben insgesamt gezeigt, dass der Aufklärung der Konsumenten über Nutzen, Verwendung und Entsorgung abbaubarer Materialien und der Kennzeichnung mit eindeutigem Wiedererkennungswert wesentlich über Erfolg oder Misserfolg einer breiten Einführung entscheidende Bedeutung zukommt. Allenfalls könnten gesetzliche Regelungen notwendig sein, um marktwirtschaftlich konkurrenzfähige, kompostierbare Produkte auf Basis biogener Rohstoffe herstellen zu können.
Expertenbefragung
93
11 EXPERTENBEFRAGUNG
Im Zuge der Studie wurde eine Befragung von Experten und Unternehmen aus den verschiedenen Bereichen durchgeführt. Befragt wurden Hersteller, Produktions- bzw. Vertriebsfirmen, Experten aus Forschung und Entwicklung, Behördenvertreter. Ziel war es, eine Einschätzung aus den verscheidendsten Blickwinkeln zu erhalten, worauf bei der Markteinführung von Biokunststoffen bzw. Materialien und Produkten, die mit dem Etikett „biologisch abbaubar“ oder „kompostierbar“ in Verkehr gebracht werden, im Sinne der Nachhaltigkeit zu achten wäre.
Folgende Fragen wurden gestellt: !"In welchen Bereichen / für welche Produkte würden sie vorrangig BAW einsetzen
und damit eine teilweise Substitution von petrochemisch erzeugtem Kunststoff beginnen?
!"Welches sind die Schlüsselanforderungen an Material und Produkt bei BAW um den Kriterien der Nachhaltigkeit zu entsprechen? (Mehrfachnennung möglich.) !" Mindestanteil nachwachsender (biogener) Rohstoffe im fertigen Produkt
- Wenn Ja: %-Satz:
!" Angabe des Anteils nachwachsender (biogener) Rohstoffe in der Produktkennzeichnung
!" Ökologisch „verträgliche“ Produktion der Rohstoffe !" Regionalität der Rohstoffherkunft (kein Mais aus Südamerika?) !" Gentechnikfreiheit der pflanzlichen Produktion als Rohstofflieferant !" pflanzliche Produktion nach den Kriterien des ökologischen Landbaus !" Gleich- oder Höherwertigkeit der Produkte hinsichtlich Verwendungseignung zu
konventionell hergestellten (petrochemischen) Produkten !" Kompostierbar entsprechend EN 13432 !" Klare Unterscheidung in der Zertifizierung und Kennzeichnung, welcher
Entsorgungsweg gewählt werden soll z.B.: - kompostierbar/vergärbar # Sammelsystem Biotonne oder Hausgar-
tenkompost
- über Restmüll
- ARA – Sammlung (VerpackungsVO)
- eigene Sammelschiene „Bioplastikrecycling“
!"Kennzeichnungs- und Zertifizierungsfragen !" Inkludiert das Zertifikat „kompostierbar“ nach EN 13432 Ihrer Meinung nach alle
relevanten notwendigen und Produktspezifikationen? !" Soll darüber hinaus das Zertifikat „kompostierbar“ nur für Materialien verwendet
werden dürfen, die zu 100% (evtl. mit einer Toleranz von 5-10%) aus nachwachsenden Rohstoffen bestehen?
!" Halten Sie folgende Forderung für gerechtfertigt: Die Kennzeichnung ‚kompostierbar’ darf nur für Materialien/Produkte verliehen werden, die auch
Expertenbefragung
94
unter strikt psychrophilen – mesophilen Bedingungen das 90 % Abbaukriterium erfüllen, da der Verwertungsweg ‚Hausgartenkompostierung’ nicht ausgeschlossen werden kann?
!" Sollten Prüfung und Zertifizierung auch die Abbaubarkeit unter anaeroben Bedingungen umfassen?
!"Welchen Entsorgungs-/Verwertungsweg halten Sie für welche Materialien respektive Produkte als optimal/anstrebenswert? (z.B. PLA-Flaschen # Verbrennung; Lebensmittelverpackung # Biotonne, Kompostierung/Vergärung; Biomüllsammelsäcke/Stärke-Blend # Biotonne, Kompostierung/Vergärung .....)
!"Ist Ihnen der Verwertungs-/Entsorgungsweg egal (Argument: über die Herstellung aus nachwachsendem Kohlenstoff ist für diesen Produktanteil kein Beitrag zum Treibhauseffekt gegeben – damit generell kein klimarelevanter CO2 -Ausstoß)?
!"Welche wesentlichen Elemente müssten künftige rechtliche Rahmenbedingungen für eine erfolgreiche Einführung von BAW bzw. Produkten aus nachwachsenden Rohstoffen und deren nachhaltige Verwertung / Entsorgung enthalten? Ist es wirklich nur eine Frage der Kosten?
!"Wo sehen sie die größten Schwierigkeiten in der Markteinführung von BAW im Sinne der Verwertungssicherheit?
!"Persönliche Anmerkungen, Anregungen, Wünsche, Herausforderungen ....
Insgesamt wurden 12 Persönlichkeiten befragt:
Befragte Personen / Institutionen: Christian Garaffa MaterBi, Novamont, IT Jöran Reske Intersero und European Bioplastics, DE Franz Mochty BMLFUW, Abteilung VI/4: Abfallerfassung und Abfallbeurteilung, AT Wojciech Rogalski Stadt Wien, MA 48, Leiter der Gruppe Strategie, AT Mieke De Schoenmakere OVAM, Public Waste Agency of Flanders, BE Ing. Lehner Pro-Tech, Biologische und technische Produkte Handels Ges.m.b.H Horst Müller KGVÖ, Kompostgüteverband Österreich Bertram Kehres BGK e.V., Bundesgütegemeinschaft Kompost, DE Felicitas Schneider ABF, Institut für Abfallwirtschaft, Universität für Bodenkultur, AT Veronika Reinberg, Susanne Geissler
FH Wr. Neustadt/Wieselburg, NÖ, AT
Andreas Windsperger Institut für Industrielle Ökologie, St. Pölten, NÖ Horst Steinmüller Energie Institut Linz, OÖ, AT
In folgender Tabelle werden die wesentlichen Einschätzungen und Aussagen der befragten Experten zusammengefasst. Die Detailantworten befinden sich im Anschluss daran.
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12.1 Fachliteratur
Beissmann, M., 2005. Verhalten von biologisch abbaubaren Kunststoffsäcken in der Kompostanlage der Linz AG. Fachhochschule Wels.
Doi Y. and Fukuda K., 1994. Biodegradable Plastics and Polymers; Elsevier.
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Fritz J. (1999): Ökotoxizität biogener Werkstoffe während und nach ihrem biologischen Abbau. Dissertation an der Universität für Bodenkultur Wien.
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Kalbe J. and Koch R. (1995): Kriterien für biologisch abbaubare Kunststoffe; In: Spektrum der Wissenschaft, No. 2.
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Obersteiner, G., Schneider F., Lebersorger, S., Pertl, A., Bernhofer, V., Frick, C., 2006. Analyse des Tests von Bechern aus nachwachsenden Rohstoffen im Tiergarten Schönbrunn. Studie im Auftrag Stadt Wien, der MA 22
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Sarlee W. et.al., 2006: Eco-Efficiency analysis of 4 types of drinking cups used at events. Studie im Auftrag des Flämischen Abfallbundesamts, Nummer D/2006/5027/07, Mechelen, Belgien.
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Literatur
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12.2 Gesetzliche Regelwerke
Bioabfallverordnung: Verordnung des Bundesministers für Umwelt, Jugend und Familie über die getrennte Sammlung biogener Abfälle BGBl. Nr. 68/1992 idF BGBl. Nr. 456/1994
Kompostverordnung: Verordnung über Qualitätsanforderungen an Komposte aus Abfällen, BGBl. II Nr. 292/2001
Abfallwirtschaftsgesetz: Bundesgesetz über eine nachhaltige Abfallwirtschaft (Abfallwirtschaftsgesetz 2002 – AWG 2002), BGBl. I Nr. 102/2002; i.d.F. 13. August 2005
Verpackungsverordnung Verordnung über die Vermeidung und Verwertung von Verpackungsabfällen und bestimmten Warenresten und die Einrichtung von Sammel- und Verwertungssystemen (VerpackVO 1996) BGBl. Nr. 648/1996 in der Fassung BGBl. II Nr. 364/2006
Deponieverordnung: Verordnung über die Ablagerung von Abfällen (Deponieverordnung) BGBl. Nr. 164/1996 in der Fassung BGBl. II Nr. 49/2004
Abfallverzeichnungsverordnung: Verordnung des Bundesministers für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft über ein Abfallverzeichnis (Abfallverzeichnisverordnung) BGBl. II Nr. 570/2003 in der Fassung BGBl. II Nr. 89/2005
12.3 Normenwerke
ASTM D6002 (2002): Standard Guide for Assessing the Compostability of Environmentally Degradable Plastics. ASTM, Philadelphia.
OECD (2006): Guidelines For The Testing Of Chemicals - Proposed OECD 3xx Guideline. Organisation for Economic Co-operation and Development, Paris.
DIN 54900 1-4 (1996): Prüfung der Kompostierbarkeit von polymeren Werkstoffen; 4 Teile. Deutsches Institut für Normung, Berlin.
ISO 11266 (1994): Soil quality - Guidance on laboratory testing for biodegradation of organic chemicals in soil under aerobic conditions. International Organisation for Standardisation, Genf.
Literatur
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ISO 14853 (2005): Plastics - Determination of the ultimate anaerobic biodegradation of plastic materials in an aqueous system - Method by measurement of biogas production. International Organisation for Standardisation, Genf.
ISO 15985 (2004): Plastics - Determination of the ultimate anaerobic biodegradation and disintegration under high-solids anaerobic-digestion conditions - Method by analysis of released biogas. International Organisation for Standardisation, Genf.
ÖNORM EN 13432 (2001): Verpackung - Anforderungen an die Verwertung von Verpackungen durch Kompostierung und biologischen Abbau - Prüfschema und Bewertungskriterien für die Einstufung von Verpackungen. ON, Wien.
ÖNORM EN 14045 (2003): Verpackung – Bewertung der Desintegration von Verpackungsmaterialien in praxisorientierten Prüfungen unter definierten Kompostierungsbedingungen. ON, Wien
ÖNORM EN 14046 (2003): Verpackung – Bestimmung der vollständigen aeroben biologischen Abbaubarkeit und Desintegration von Packstoffen unter kontrollierten Kompostierbedingungen - Verfahren mittels Analyse des freigesetzten Kohlenstoffdioxids. ON, Wien.
ÖNORM EN 14047 (2002): Verpackung - Bestimmung der vollständigen aeroben Bioabbaubarkeit von Verpackungsmaterialien in einem wässrigen Medium – Verfahren mittels Analyse des freigesetzten Kohlenstoffdioxids. ON, Wien.
ÖNORM EN 14048 (2002): Verpackung - Bestimmung der vollständigen aeroben Bioabbaubarkeit von Verpackungsmaterialen in einem wässrigen Medium – Verfahren mittels Messung des Sauerstoffbedarfs in einem geschlossenen Respirometer. ON, Wien.
ONR 2915351 / CEN TR 15351 (2007): Kunststoffe - Leitfaden für Begriffe im Bereich abbaubarer und bioabbaubarer Polymere und Kunststoffteile. ON, Wien.und bioabbaubarer Polymere und Kunststoffteile. ON, Wien.
12.4 Internetreferenzen
European Bioplastics (2007): http://www.european-bioplastics.org/
DIN-CERTCO (2007): http://www.dincertco.de/
FH-Nordhausen (2007): http://www.fh-nordhausen.de
Altstoffrecycling Austria ARA und ARA System: http://www.ara.at; http://www.arasystem.at/
ARGEV: http://www.argev.at/
Österreichischer Kunststoff Kreislauf (ÖKK): http://www.okk.co.at/
BMLFUW/Umweltnet/Verpackungsverordnung: http://www.umweltnet.at/article/articleview/26471/1/6939/
Modellprojekt Loop-Linz: http://www.loop-linz.at
Modellprojekt Kassel: http://www.modellprojekt-kassel.de
Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (DE); http://www.fnr.de/; Biokunststoffe: http://www.biowerkstoffe.info/cms35/Biokunststoffe.801.0.html
Ernst & Young 2003. ADEME - Étude du marché des matériaux biodégradables. Juli 2003. http://www.ademe.fr/partenaires/agrice/publications/documents_francais/materiaux_biodegradables.pdf
Abkürzungsverzeichnis
126
Abkürzungsverzeichnis
% (m/m) Masse-% % (v/v) Volumen-% ADEME Französische Agentur für Umwelt und Energie ARA Altstoff Recycling Austria ARGEV Verpackungsverwertungs-Ges.m.b.H. ASTM American Society for Testing and Materials AWG Abfallwirtschaftsgesetz BAW Biologisch abbaubare Werkstoffe BGBl. Bundesgesetzblatt BioAbfV Bioabfallverordnung (Deutschland) CEN Comité Européen de Normalisation (Europäisches Normungsinstitut) CO2 Kohlendioxid CO2-eq Kohlendioxid Äquivalent DIN Deutsches Institut für Normung DIN-CERTCO Zertifizierungsgesellschaft der TÜV Rheinland Gruppe und des DIN
Deutsches Institut für Normung e.V. FM Frischmasse GVO Gentechnisch veränderte Organismen ISO International Organization for Standardization KompostVO Kompostverordnung LCA life cycle assessment, (Ökobilanz, Lebenszyklusanalyse) Mio. Millionen MJ Mega Joule – Maß für Energieeinheit OECD Organisation for Economic Co-operation and Development (Organisation
für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung) ÖKK Österreichischer Kunststoff Kreislauf PCL Polycaprolacton PE Polyethylen PHB Polyhydroxybuttersäure PHV Polyhydroxyvaleriansäure PLA poly lactic acid (Polymilchsäure) PP Polypropylen PTFE Tetraflourethylen PVC Polyvinylchlorid RRM renewable raw materials SN Schlüsselnummer für Abfälle des österreichischen Abfallkatalogs TM Trockenmasse VerpackVO Verpackungsverordnung
Tabellenverzeichnis
127
Tabellenverzeichnis Tabelle 1-1: Produktion bioabbaubarer Kunststoffe (in 1.000 t) .......................................................20 Tabelle 3-1: Abbaueigenschaften handelsüblicher Biopolymere und einiger ihrer Derivate............34 Tabelle 3-2: Übersicht über markteingeführte biologisch abbaubare Kunststoffe............................36 Tabelle 4-1: Die bedeutendsten Normmethoden zur Bestimmung von biologischer
Abbaubarkeit und Materialauflösung........................................................................................40 Tabelle 4-2: Die in der EN 13432 definierten Kriterien, welche eine als biologisch
abbaubar gekennzeichnete Verpackung zu erfüllen hat..........................................................41 Tabelle 6-1: Ergebnisse der LCA-Studie für MaterBi, PE-Typ. Angabe umweltrelevanter
Daten als Gesamtsumme für Rohstoffe, Herstellung der Pellets, jedoch ohne Entsorgung, bezogen auf ein kg Produkt (Pellets)...................................................................52
Tabelle 6-2: Jährliches Einsparungspotential an treibhausrelevanten Emissionen durch Verwendung nachwachsender Rohstoffe, jeweils bei gleicher Funktion wie konventionelle Materialien........................................................................................................54
Tabelle 6-3: Zusammenfassung der Bewertungsergebnisse für den Einsatz von Biokunststoffprodukten in verschiedenen Anwendungsgebieten und Veranstaltungen in Wien (Schneider et al., 2005) ...................................................................56
Tabelle 8-1: Für die Kompostierung/biologische Behandlung zulässige Verpackungsstoffe und Warenreste aus nachwachsenden Rohstoffen entsprechend der Abfallverzeichnisverordnung bzw. in der Beschreibung des Bundesabfallwirtschaftsplanes.................................................................................................63
Tabelle 8-2: GRenzwerte für Ballaststoffe in KOmpost in Abhängigkeit des Anwendungsfalls gemäß Anhang II, KompostVO....................................................................64
Tabelle 8-3: Tarifübersicht für Packstoffe des ARA-Systems in Österreich (gültig ab 1.1.2007; in € pro kg , exkl. Ust) ..............................................................................................68
Tabelle 9-1: Bekannte Produkte und Verpackungen aus Biokunststoffen und Orte, wo diese von den Befragten gesehen wurden (aus Obersteiner et al., 2006) ..............................85
Tabelle 11-1: Zusammenfassende Übersicht der zentralen Aussagen aus der Expertenbefragung...................................................................................................................95
Tabelle 11-2: Antworten auf die Expertenfragen zur nachhaltigen Verwertung biologisch abbaubarer Kunst- und Werkstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen..................................100
128
Abbildungsverzeichnis Abbildung 1-1: Weltweite Produktionskapazität von Biokunststoffen (Quelle: Eueopean
bioplastics, geschätzt; http://www.european-bioplastics.org) ..................................................20 Abbildung 1-2: „Neue“ oder „Junge“ bei Biokunststoffen im Gegensatz zu „alten“
Kohlenstoffquellen bei pEtrochemischen Kunststoffen ...........................................................22 Abbildung 1-3: Der idealsierte C-Kreislauf der Biokunststoffproduktion
(http://www.european-bioplastics.org)......................................................................................23 Abbildung 3-1: Systematische Einteilung der BAW (aus Mackwitz & Stadlbauer, 2001).................35 ABBILDUNG 4-1: SCHEMA DER WERKSTOFF- UND PRODUKTPRÜFUNG (QUELLE:
HTTP://WWW.EUROPEAN-BIOPLASTICS.ORG) ..................................................................37 Abbildung 5-1: Logos für biologisch abbaubare Verpackung, zertifiziert durch DIN-Certco
(oben links), Vinçotte (oben rechts), ASTM, USA (unten links), Finnland und Norwegen (unten mitte) und Japan (unten rechts) ..................................................................42
Abbildung 5-2: Beispiele für praktische Anwendungen des Logos „kompostierbar“ auf Tragtaschen im Rahmen des Modellprojekts Kassel (links) und des Logos OK-compost-HOME auf einem handelsüblichen Obstsack (rechts). .............................................43
Abbildung 5-3: 2007 bei INTERSPAR® eingührter Einkaufssack aus Kartoffelstärke (Foto: Amlinger) ..................................................................................................................................46
Abbildung 6-1: Verbrauch fossiler Ressourcen bei der Kunststoffherstellung; Quelle: vgl. http://www.loop-linz.at/downloads/LINZ-SYMP/Vollmann.pdf (28.5.2005)..............................50
Abbildung 6-2: Energieverbrauch im Produktlebenszyklus von Tragtaschen ..................................51 Abbildung 7-1: Einordnung von BAW in Stoffströme (aus Mackwitz & Stadlbauer, 2001;
leicht verändert für österreichische Rahmenbedingungen) .....................................................60 Abbildung 8-1: Das ARA-System bestand zu Beginn aus einzelnen
Branchengesellschaften (http://www.arasystem.at).................................................................66 Abbildung 9-1: Ergebinis der Befragung – Was halten Sie von der Idee, übliche
Kunststoffverpackungen durch biologisch abbaubare Verpackungen zu ersetzen?............................76 Abbildung 9-2: Welches der beiden folgenden Argumente halten Sie für überzeugender? 1.
Verpackung ist umweltfreundlich, weil sie aus nachwachsenden Rohstoffen besteht. 2. Verpackung ist umweltfreundlich, weil sie kompostierbar ist. ...........................................................76
Abbildung 9-3: Informationsplakat zur Verwendung der PLA-Becher bei den Ausschankstandorten (aus Obersteiner et al., 2006)...............................................................84
Abbildung 9-4: Konsumentenbefragung: Wie werden die PLA-Becher gegenüber herkömmlichen Trinkbechern empfunden? (aus Obersteiner et al., 2006)..............................86