Kunststoffproduktion 11.12.2018, 07:00 Uhr

Umstellung auf Bioplastik klimaschädlich?

Bioplastik gilt als umwelt- und klimafreundlicher Ersatz für Kunststoffe, die auf Erdöl basieren. Eine Studie der Universität Bonn hat nun gezeigt, dass sich die Umstellung auf pflanzenbasierte Kunststoffe weit weniger positiv auswirkt als gedacht. Der weltweite Ausstoß von Treibhausgasen würde zunächst sogar in die Höhe schnellen.

Man sieht verschiedene Maispflanzen; im Vordergrund ist ein Maiskolben zu sehen.

Der Anbau nachwachsender Rohstoffe zur Produktion von Bioplastik ist für den Klimaschutz ungeeignet. Anders sieht es bei Pflanzenabfällen aus, die sowieso in der Landwirtschaft anfallen.

Foto: panthermedia.net / pat138241

Ein Großteil des Plastiks wird heutzutage nach wie vor aus Erdöl hergestellt und treibt die Emissionen von Treibhausgasen – allen voran Kohlendioxid (CO2) – in die Höhe. Der in Kunststoff gebundene Kohlenstoff wird beim Abbau in Form von CO2 frei und heizt das globale Klima an. Auf diesem Wege gelangen pro Jahr etwa 400 Millionen Tonnen CO2 in die Atmosphäre. Das entspricht ungefähr der Hälfte der CO2-Emissionen, die Deutschland im Jahr 2017 insgesamt in die Luft geblasen hat. Nach Schätzungen von Experten könnten Kunststoffe im Jahr 2050 rund 15 % der weltweiten CO2-Emissionen ausmachen.

Es besteht also akuter Handlungsbedarf. Und als umwelt- und klimafreundliche Alternative wird Bioplastik gehandelt, das fast klimaneutral erscheint. Denn es basiert auf nachwachsenden Rohstoffen wie Mais, Weizen oder Zuckerrohr. Diese Pflanzen nutzen CO2 aus der Luft für das eigene Wachstum und binden so Kohlendioxid. Die Produktion von Biokunststoffen verbraucht auf dem Papier in etwa genauso viel CO2 wie später durch Verbrennung oder Verrottung frei wird. Insgesamt ist die Klimagasbilanz also ausgeglichen.

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Bioplastik verändert die Landnutzung

Legt man jedoch den aktuellen Stand der Technik zugrunde, so ist die Bilanz deutlich verzerrt. „Die Erzeugung großer Mengen Bioplastik verändert die Landnutzung“, sagt Neus Escobar vom Institut für Lebensmittel- und Ressourcenökonomik der Universität Bonn und eine der Studienautoren. „Global gesehen könnten beispielsweise vermehrt Waldflächen zu Ackerland umgewandelt werden. Wälder binden aber erheblich mehr Kohlendioxid als etwa Mais oder Zuckerrohr, schon allein aufgrund ihrer größeren Biomasse.“ Dieser Effekt sei keine theoretische Spekulation, wie die Erfahrungen mit Biokraftstoffen gezeigt hätten. In verschiedenen Ländern wurden für die steigende Nachfrage nach Biokraftstoffen massiv Wälder gerodet.

Die Wissenschaftler um Escobar haben im Rahmen ihrer Studie simuliert, welche Auswirkungen die vermehrte Verwendung von Bioplastik hat. Dafür passten sie ein Computermodell, das bereits zur Simulation der Biokraftstoffeffekte eingesetzt wurde, entsprechend an und erweiterten es. Die dort einfließenden Informationen stammen aus einer Datenbank, die die gesamte Weltwirtschaft abbildet.

Mehr Äcker für Bioplastik bedeutet mehr Waldrodungen

„Wir haben für unser Modell angenommen, dass der Bioplastikanteil bei den wichtigsten Produzenten – Europa, China, Brasilien und den USA – auf 5 % steigt“, erläutert die Wissenschaftlerin. „Dabei haben wir zwei verschiedene Szenarien durchgespielt: eine Steuer auf konventionelle Kunststoffe und eine Subvention für Bioplastik.“ Erdölbasierte Kunststoffe wurden hierdurch teurer und die Nachfrage sank deutlich. Der weltweite, jährliche Ausstoß von Treibhausgasen sank demnach um 0,08 %. Allerdings sei dieser Effekt zum Teil auf ein gebremstes Wirtschaftswachstum zurückzuführen. Zugleich nahm in diesem Szenario die Waldfläche um 0,17 % ab, während die landwirtschaftlich genutzte Fläche anstieg. Große Mengen von Treibhausgasen gelangten so in die Atmosphäre. Dabei handle es sich zwar nur um einen einmaligen Effekt, so die Forscherin. Trotzdem dauere es nach den Berechnungen über 20 Jahre, bis der Mehrausstoß durch die Einsparungen wettgemacht sei.

„Eine vermehrte Verwendung von Bioplastik aus angebauten Nutzpflanzen scheint also keine effiziente Strategie zu sein, das Klima zu schonen“, sagt Escobar. Hinzu komme, dass die Umstellung auf Bioplastik eine Reihe weiterer negativer Seiteneffekte habe, zum Beispiel steigende Nahrungsmittelpreise durch knapper werdende Landwirtschaftsflächen.

Pflanzenabfälle für klimafreundliches Bioplastik

Anders könne die Bilanz aussehen, wenn zur Bioplastikproduktion beispielsweise Pflanzenabfälle verwendet würden, so Escobar. Es sei daher empfehlenswert, die Forschung auf dieses Bioplastik der zweiten Generation zu konzentrieren und entsprechende Verfahren zur Marktreife zu bringen.

Übrigens gehen die Forscher auch nicht davon aus, dass die Verwendung von Bioplastik die Vermüllung der Weltmeere verringert. Der einfache Grund: Pflanzenbasiertes Plastik baut sich grundsätzlich nicht schneller ab als Kunststoffe aus Erdöl. „Bio-PE und Bio-PET verrotten genauso schlecht wie ihre Pendants auf Erdöl-Basis“, sagt die Wissenschaftlerin aus Bonn. Einen Vorzug hätten pflanzenbasierte Kunststoffe aus nachwachsenden Rohstoffen, indem sie die knapper werdenden fossilen Brennstoffquellen schonen. Auf den Umwelt- und Klimaschutz hat ihr Einsatz jedoch kaum Auswirkungen. Hier seien ein geringerer Plastikverbrauch sowie vollständiges Recycling sinnvoll – und Bioplastik aus Pflanzenabfällen, die in der Landwirtschaft sowieso schon jetzt anfallen.

 

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Ein Beitrag von:

  • Thomas Kresser

    Thomas Kresser ist Biologe und ausgebildeter Journalist. Er arbeitet unter anderem für das VDI Technologiezentrum, das Medizinportal NetDoktor, die Ärzteplattform Esanum und die Bauer Media Group. Thomas Kresser war Chefredakteur/stellv. Chefredakteur von DocCheck, Lifeline, Medscape und Onmeda. Er ist Gründer und Gesellschafter von ContentQualitäten. Seine Schwerpunkte: Biowissenschaften, Medizin, Nachhaltigkeit, Klimaschutz, Digital Health

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