Kann Plastik nachhaltig sein?

Kunststoffe, im allgemeinen Sprachgebrauch auch Plastik oder Plaste, gehören in vielfältiger Form zu unserem Alltag. Ohne Kunststoffe erscheint uns das Leben, an das wir uns gewöhnt haben, häufig nicht mehr möglich. Zu einem nachhaltigen Umgang mit Plastik gehört das Recycling, die Wiederverwertung von Kunststoffen. Zudem sollte man Plastik vermeiden, wo es möglich ist.

Im Jahr 2015 wurden von der Generalversammlung der Vereinten Nationen die „Sustainable Development Goals“ beschlossen, 17 Ziele für eine nachhaltige Entwicklung. „Nachhaltigkeit oder nachhaltige Entwicklung bedeutet, die Bedürfnisse der Gegenwart so zu befriedigen, dass die Möglichkeiten zukünftiger Generationen nicht eingeschränkt werden.“ (Quelle: BMZ) Bei Ziel 12 geht es um „Nachhaltige Konsum- und Produktionsweisen“. Unter den vielen Dingen, die konsumiert und produziert werden, fällt einem sicher als eines der ersten Produkte etwas aus Plastik ein.

Viele Gegenstände unseres Alltags sind aus oder mit Kunststoffen gefertigt, Plastik dient als Verpackungsmaterial für Lebensmittel und Gebrauchsgegenstände. Häufig sind Verpackungskunststoffe sogar natürlichen Stoffen vorzuziehen. So ergibt sich durch die geringe Masse an Kunststoff, die für eine Verpackung verwendet wird, manchmal eine bessere Ökobilanz als für die Verpackung aus natürlichen Stoffen (z. B. Papier, Pappe, Glas). Das Problem ist häufig nicht die Verwendung von Kunststoffen, sondern ihre Entsorgung. Darum soll es in diesem Beitrag gehen.

Kunststoffe haben unterschiedliche Eigenschaften

Materialien aus Kunststoffen unterscheiden sich zum Teil erheblich in ihren Eigenschaften voneinander. Sie werden daher in den unterschiedlichsten Anwendungsbereichen eingesetzt. Ein wachsendes Problem stellt ihre – eigentlich in vielen Fällen gewünschte – Haltbarkeit dar. Während z. B. Abflussrohre möglichst lange halten sollten, könnten Verpackungskunststoffe eine kürzere Lebensdauer haben. Besonders dringend im Sinne nachhaltigen Wirtschaftens ist das Recycling von diesen Kunststoffen, die nur einmal kurzfristig gebraucht werden, eben den Verpackungskunststoffen. Sie werden leider häufig als „Wegwerfprodukte“ behandelt, vermüllen die Landschaft und zunehmend die Weltmeere. Gleich wo Kunststoffe verwendet werden, sobald sie Abfall sind, müssen sie möglichst so entsorgt werden, dass eine Wiederverwertung möglich ist. Das Recycling ist immer dem Verbrennen vorzuziehen.

Moleküle bestimmen die Eigenschaften von Kunststoffen

Die Eigenschaften von Kunststoffen werden durch die Moleküle bestimmt, die sie aufbauen. Man unterscheidet zunächst einmal bei höheren Temperaturen verformbare – thermoplastische – Kunststoffe und solche, die sich auch bei hohen Temperaturen nicht verformen lassen, sondern zersetzen – die duroplastischen Kunststoffe. Eine Sonderform stellen die Elastomere dar: Kunststoffe, die bei Krafteinwirkung ihre Form verändern können, aber in ihren Ausgangszustand zurückkehren. Bei hohen Temperaturen zersetzen sich auch diese. Die Moleküle, die thermoplastische Kunststoffe aufbauen, sind im Wesentlichen linear.

Man kann sie mit Bindfäden vergleichen: Wie diese können sie geordnet oder ungeordnet vorliegen. In duroplastischen Kunststoffen sind die Molekülketten vernetzt, zweidimensional wie etwa in Fischernetzen, oder dreidimensional, raumausfüllend. Man kann sich vorstellen, dass beim Erhitzen die „Bindfäden“ aneinander vorbeigleiten können. Sie können sich bewegen, der Kunststoff wird flüssig. In den zwei- oder dreidimensionalen Netzen ist die Bewegung der sie aufbauenden Molekülketten eingeschränkt. Erhitzen führt zum Bruch des Molekülnetzes, der Kunststoff wird zerstört.

Tipp zu „Eigenschaften von Kunststoffen“: Elemente Chemie Oberstufe, S. 312 f.

Das Recycling von Kunststoffen

Die genannten Eigenschaften bestimmen auch das Recycling, die Möglichkeit der Wiederverwertung der Kunststoffe nach ihrem Gebrauch. So lassen sich thermoplastische Kunststoffe – möglichst sortenrein – wieder einschmelzen. Aus der Schmelze kann man Granulat erzeugen, den Grundstoff für neue Kunststoffprodukte. Leider werden häufig bei diesem Prozess die Molekülketten verändert, sie werden kürzer. Der Kunststoff hat also nicht mehr die Eigenschaften eines Kunststoffs aus „frischem“ Material. Um dieses „Downcycling“ zu umgehen, wird rezykliertes Produkt mit Neuware vermischt. Stoffe aus duroplastischen Kunststoffen können nicht auf diese Weise recycelt werden. Sie werden entweder so zersetzt, dass ölartige Produkte entstehen, aus denen man wieder Kunststoffe erzeugen kann, oder man verbrennt sie. Man nennt das „thermisches Recycling“.

Die Entsorgung von Kunststoffen

Es dürfte jedem klar sein, dass es nicht sinnvoll ist, Kunststoffe auf Deponien zu entsorgen, was allerdings weltweit oft geschieht. Auf offenen Deponien – wie auch im Meer – entsteht durch langsame chemische und physikalische Zersetzung durch Sonne, Wind und Regen Mikroplastik, das über Flüsse und Wind in die weitere Umwelt verteilt wird und über Pflanzen und Tiere (vor allem Fische) in unseren Nahrungskreislauf gelangen kann.
Bereits jetzt geht man davon aus, dass die Masse von im Jahr 2016 geschätzten 9 bis 23 Millionen Tonnen Plastik in Gewässern und 13 bis 25 Millionen Tonnen Plastik an Land bis 2025 auf das jeweils Doppelte anwachsen wird (Quelle: ChiuZ 6/2021, 55, 374). Als eine Möglichkeit, aus dieser Falle herauszukommen, wird die nachhaltige Kreislaufwirtschaft genannt. Nach der Verwendung soll Plastik also komplett eingesammelt und wiederverwertet werden.

Kunststoffe in der Kreislaufwirtschaft

Aber was heißt das? Will man in die Kreislaufwirtschaft einsteigen, muss man sich zunächst einmal über das Verwendungsalter der verschiedenen Kunststoffartikel im Klaren sein. So sind über die Hälfte der weltweit produzierten Kunststoffe bereits innerhalb eines Jahres „verbraucht“, sind also Müll. Dazu gehören Verpackungskunststoffe und Wegwerfartikel. Kunststoffe sind auch in Zigarettenfiltern, vielen Hygienetüchern, Masken und Textilien. Da hier Kunststoffe mit anderen Fasern gemischt sind, sind sie nicht leicht sie zu recyceln – man muss andere Entsorgungswege finden. Einfach in die Kreisläufe zurückzuführen sind Abfälle, die bei der Herstellung von Kunststoffartikeln anfallen. Bei manchen Kunststoffen legt man sehr viel Wert auf lange Haltbarkeit. So sind z. B. Abwasserrohre noch in Gebrauch, die vor mehr als 50 Jahren hergestellt wurden. Auch Kunststoffe in Autos, Elektronik- und Elektrogeräten sollten lange halten. Allerdings fallen auch sie nach ihrer Verwendung als Müll an. Man vermutet, dass etwa 30 % der in den vergangenen 70 Jahren produzierten Kunststoffe noch im Umlauf sind, 60 % wurden deponiert oder landeten in der Umwelt, 10 % wurden verbrannt – zum Teil zur Energieerzeugung – und nur etwa 7 % recycelt. (Quelle: ChiuZ 6/2021, 55, 374)

Aktuelle Entwicklungen

Die enorme Zunahme an Plastikmüll hat die UN veranlasst, einen Ausschuss einzurichten, in dem die Regierungen Maßnahmen erarbeiten, wie man der Plastikflut Herr werden kann. Er tagte vom 28.11. bis 2.12.2022 in Punta del Este in Uruguay. Bereits im März 2022 beschlossen die Vertreter von 175 Staaten in Nairobi, ein rechtsverbindliches internationales Abkommen über Kunststoffe zu schaffen. Es sollen Pläne für Maßnahmen zur Vermeidung von Plastikmüll entwickelt werden. Das Abkommen soll 2024 in Kraft treten. Damit es wirksam sein kann, muss vorher ermittelt werden, woher die Kunststoffe kommen, wer für die Produktion verantwortlich ist und wie sie entsorgt werden. In den USA kümmern sich um dieses Problem die NASEM (US National Academies of Sciences, Engineering and Medicine). Sie veröffentlichten Anfang 2022 einen Bericht, in dem für Plastik eine Kreislaufwirtschaft gefordert wird. Im ersten Schritt geht es darum, wie man vermeidbare, unnötige und problematische Kunststoffe definiert, um sie effektiv zu beseitigen.

Und die Konsequenz?

Plastik ist per se nichts Verwerfliches. Ohne Kunststoffe wären viele Dinge unseres Alltags nicht möglich. Macht man sich einmal die Mühe, alle Gegenstände aus Kunststoff oder solche, die Kunststoffe enthalten, aufzuzählen, kommt man schnell an seine Grenzen. Wir leben in einem „Kunststoffzeitalter“. Es nützt also nichts, Plastik zu verteufeln, das Ziel muss sein, Entsorgungs- bzw. Wiederverwertungskonzepte zu entwickeln, die einen Eintrag von Plastik in die Umwelt verhindern. Da Kunststoffe, wie der Name schon sagt, nicht natürlichen Ursprungs sind, sollten sie auch von der Umwelt ferngehalten werden. Die Alternative, Kunststoffe aus natürlichen Grundstoffen herzustellen, ist sicherlich wertvoll, kann aber nur eine Nische für bestimmte Anwendungen sein. Aus all dem folgt, dass Verpackungen aus Kunststoff möglichst vermieden werden sollten. Wenn nötig, müssen sie auf das unbedingt notwendige Maß beschränkt werden.