Kunststoffe, die im 20. Jahrhundert massiv in das tägliche Leben eingeführt wurden, stellen heute eines der gravierendsten Umweltprobleme auf globaler Ebene dar.
Die Abbauzeiten von Kunststoffmaterialien sind extrem lang und zusammen mit der riesigen Menge, die jedes Jahr produziert und entsorgt wird, verursachen sie verheerende Auswirkungen auf terrestrische und marine Ökosysteme.
Dennoch macht die wissenschaftliche Forschung keine Pause und stellt in den letzten Jahren hochversprechende biologisch abbaubare Materialien zur Verfügung, die in der Lage sind, herkömmlichen Kunststoff vollständig zu ersetzen und zu einer nachhaltigeren Zukunft beizutragen.
Was sind genau biologisch abbaubare Materialien?
Ein biologisch abbaubares Material ist per Definition in der Lage, von Mikroorganismen, wie Bakterien und Pilzen, in einfache natürliche Elemente wie Kohlendioxid, Wasser und Biomasse innerhalb relativ kurzer Zeit abgebaut zu werden.
Diese Materialien stammen oft aus erneuerbaren und natürlichen Quellen und reduzieren so signifikant die Umweltauswirkungen sowohl bei der Produktion als auch bei der Entsorgung.
Die Biologische Abbaubarkeit wird somit zum Schlüsselfaktor für den Übergang zu einer wirklich zirkulären Wirtschaft, indem sie dauerhafte Rückstände, die mit herkömmlichem Kunststoff verbunden sind, eliminiert.
Natürliche Polymere
Natürliche Polymere wie Zellulose, Chitosan und Stärke sind einige der bekanntesten und vielversprechendsten Beispiele für biologisch abbaubare Materialien.
Diese Substanzen, die aus Pflanzen, Algen oder Meeresorganismen gewonnen werden, werden heute im Labor verarbeitet, um widerstandsfähige, sichere und vollständig kompostierbare Biokunststoffe zu erhalten.
Polymilchsäure (PLA) beispielsweise wird aus Maisstärke gewonnen und weit verbreitet verwendet, um Einkaufstüten, Lebensmittelverpackungen und Einweggeschirr biologisch abbaubar zu produzieren.
Trotz seiner unbestreitbaren Wirksamkeit erfordert PLA jedoch immer noch spezifische Bedingungen für einen vollständigen Abbau, hauptsächlich in industriellen Kompostierungsanlagen.
Algen und Myzel
Eine der interessantesten Neuheiten im Bereich der biologisch abbaubaren Materialien betrifft die Verwendung von Meeresalgen und Myzel, also dem vegetativen Teil der Pilze.
Meeresalgen bieten eine besonders vielversprechende Lösung, da sie schnell wachsen, während ihres Wachstums CO₂ absorbieren und in Folien, Filme oder ähnliche flexible Kunststoffmaterialien umgewandelt werden können.
Ein bezeichnendes Beispiel ist das englische Start-up Notpla, das essbare, transparente Verpackungen für Lebensmittel und Getränke entwickelt hat, die sich in wenigen Wochen auch in der natürlichen Umgebung vollständig abbauen.
Myzel hingegen ermöglicht die Herstellung von leichten, aber widerstandsfähigen Materialien, die Polystyrolverpackungen und Dämmmaterialien im Bauwesen ersetzen können.
Unternehmen wie Ecovative haben bereits Produkte auf Myzelbasis vermarktet, die sich innerhalb weniger Wochen vollständig biologisch abbauen und Nährstoffe an den Boden zurückgeben.
Biologisch abbaubare Kunststoffe aus Bakterien
Ein weiterer faszinierender Fund betrifft die Polyhydroxyalkanoate (PHA), biologisch abbaubare Kunststoffmaterialien, die von Bakterien durch natürliche Fermentationsprozesse produziert werden.
Diese Kategorie von Polymeren hat ähnliche Eigenschaften wie herkömmlicher Kunststoff, ist aber sowohl in industrieller als auch in häuslicher Kompostierung vollständig biologisch abbaubar.
Unternehmen wie Danimer Scientific produzieren bereits PHA für Lebensmittelverpackungen, Einwegbesteck und -strohhalme, mit bedeutenden Umweltvorteilen, was zeigt, dass praktische und kommerziell tragfähige Alternativen zu Kunststoff bereits existieren.
Herausforderungen und zukünftige Perspektiven
Obwohl biologisch abbaubare Materialien enorme Vorteile bieten, gibt es noch einige wichtige Herausforderungen, die für eine breite Verbreitung überwunden werden müssen.
Die Produktionskosten sind beispielsweise immer noch höher als bei herkömmlichem Kunststoff, was die kommerzielle Verbreitung im großen Maßstab verlangsamt.
Außerdem ist es entscheidend, Kompostierungsinfrastrukturen zu schaffen, die biologisch abbaubare Materialien effektiv verwalten können, ohne mit nicht abbaubaren Kunststoffen zu kontaminieren und so eine nachhaltige Abfallwirtschaft zu erleichtern.
Dennoch fördern die Europäische Union und zahlreiche internationale Regierungen Politiken und Vorschriften, die die Verwendung dieser Materialien unterstützen und Unternehmen sowie Forschungszentren dazu anregen, weiter in diese Richtung zu investieren.
Die Zukunft biologisch abbaubarer Materialien sieht daher vielversprechend aus und könnte die endgültige Lösung sein, um die Verschmutzung durch Kunststoffe zu bekämpfen.