Die Kunststoffverpackung im Kreislauf der Nachhaltigkeit
Die Kunststoffverpackung steht derzeit im Fokus der Öffentlichkeit. Endlich könnte man meinen, nur leider ist das öffentliche Bild alles andere als positiv. Im Meer schwimmendes „Plastik“ hat sich in das kollektive Gedächtnis eingebrannt. Auf der anderen Seite bewegt sich nun endlich etwas – Stichwort: Kreislaufwirtschaft. Dass Verpackung weit mehr ist als Abfall, ist innerhalb der Branche kein Geheimnis, allerdings muss es gegenüber der Öffentlichkeit noch gelüftet werden. Pack & Log sprach mit Dr. Michael Washüttl, Leiter des Bereichs Verpackung & Lebensmittel am Österreichischen Forschungsinstitut für Chemie und Technik (OFI), über Probleme und Lösungsstrategien.
Bleiben wir gleich beim Thema Kunststoff. Wo liegen die Probleme?
In erster Linie hat Kunststoff ein Imageproblem, weil er in der Öffentlichkeit vor allem dort wahrgenommen wird, wo er als falsch entsorgter Müll in Erscheinung tritt: am Straßenrand, in der Umwelt, in den Weltmeeren. Egal aus welchem Material Verpackungen oder Einkaufssackerl auch gefertigt sind, sie haben dort nichts zu suchen. Sie gehören ordnungsgemäß entsorgt. Nur so können sie im Idealfall wiederverwertet werden. Womit wir schon bei der massiven Herausforderung wären, vor der die Kunststoffindustrie im Augenblick steht. Mit dem EU-Kreislaufwirtschaftspaket hat man sich das Ziel gesetzt, Rohstoffe im Kreislauf zu halten, Ressourcen effizient zu nutzen und Klima zu schützen. Das soll vor allem über das Recycling von Kunststoffverpackungen funktionieren.
In erster Linie hat Kunststoff ein Imageproblem, weil er in der Öffentlichkeit vor allem dort wahrgenommen wird, wo er als falsch entsorgter Müll in Erscheinung tritt: am Straßenrand, in der Umwelt, in den Weltmeeren. Egal aus welchem Material Verpackungen oder Einkaufssackerl auch gefertigt sind, sie haben dort nichts zu suchen. Sie gehören ordnungsgemäß entsorgt. Nur so können sie im Idealfall wiederverwertet werden. Womit wir schon bei der massiven Herausforderung wären, vor der die Kunststoffindustrie im Augenblick steht. Mit dem EU-Kreislaufwirtschaftspaket hat man sich das Ziel gesetzt, Rohstoffe im Kreislauf zu halten, Ressourcen effizient zu nutzen und Klima zu schützen. Das soll vor allem über das Recycling von Kunststoffverpackungen funktionieren.
Was bedeutet das konkret für Österreich?
Um die EU-Ziele zu erfüllen, muss sich in Österreich in den nächsten fünf Jahren das Recycling von Kunststoffverpackungen verdoppeln. Ein sehr ambitioniertes Vorhaben, wofür es jetzt gilt, die Basis zu schaffen. Ein Umdenken muss her: Man muss Kunststoff als Wertstoff betrachten, ihn wiederverwerten und ihn so lange wie möglich im Kreislauf halten. Derzeit werden aber nur Hohlkörper – in erster Linie jene aus PET – tatsächlich recycelt. Der Rest wird der thermischen Verwertung zugeführt und dient dort als Ersatzbrennstoff.
Um die EU-Ziele zu erfüllen, muss sich in Österreich in den nächsten fünf Jahren das Recycling von Kunststoffverpackungen verdoppeln. Ein sehr ambitioniertes Vorhaben, wofür es jetzt gilt, die Basis zu schaffen. Ein Umdenken muss her: Man muss Kunststoff als Wertstoff betrachten, ihn wiederverwerten und ihn so lange wie möglich im Kreislauf halten. Derzeit werden aber nur Hohlkörper – in erster Linie jene aus PET – tatsächlich recycelt. Der Rest wird der thermischen Verwertung zugeführt und dient dort als Ersatzbrennstoff.
D.h. die Kunststoffindustrie steht unter enormen Druck. So müssen z.B. wiederverwertbare Lebensmittellösungen entwickelt werden. Welche Herausforderungen sehen Sie in diesem Zusammenhang?
Ein sehr großes Projekt wird die Realisierung eines entsprechenden Sammel- und Sortiersystems, wo dann auch entsprechende Mengen bzw. Stoffströme sichergestellt werden müssen, um sie wiederverwerten zu können. Unabhängig von der Umsetzung des Sammel- und Sortierprozesses bestehen für den direkten Lebensmittelkontakt noch große Bedenken hinsichtlich der Sicherheit von recycelten Kunststoffen.
Das liegt daran, dass in der Regel in recyclierten Kunststoffen eine große Zahl an unterschiedlichen chemischen Substanzen detektiert werden kann. Allerdings ist der Großteil dieser Substanzen für den Menschen vermutlich vollkommen unbedenklich. Es handelt sich dabei zum Beispiel um Substanzen, die aus den in den recyclierten Verpackungen gelagerten Lebensmitteln in den Kunststoff diffundiert sind, z.B. diverse Aromastoffe wie das Zitronenaroma Limonen. Es könnten aber über den Recyclingprozess auch kritische Substanzen in den Kunststoff eingebracht werden. Zum Beispiel wenn Lebensmittelverpackungen vom Konsumenten zur Lagerung von Lacken oder Pestiziden verwendet werden. Problematisch kann auch sein, wenn nicht für den Lebensmittelkontakt bestimmte Kunststoffe in den Kreislauf eingebracht werden, die z.B. kritische Flammschutzmittel enthalten, die im Lebensmittelkontakt nichts verloren haben. Derzeit ist es leider analytisch nicht immer möglich, verlässlich zwischen harmlosen Verunreinigungen und hochkritischen Kontaminationen zu unterscheiden.
Wo es für PET Recycling bereits einen Bewertungszugang in der EU gibt, sieht es für andere Kunststoffe wie Polyolefine noch eher schwach aus.
Ein sehr großes Projekt wird die Realisierung eines entsprechenden Sammel- und Sortiersystems, wo dann auch entsprechende Mengen bzw. Stoffströme sichergestellt werden müssen, um sie wiederverwerten zu können. Unabhängig von der Umsetzung des Sammel- und Sortierprozesses bestehen für den direkten Lebensmittelkontakt noch große Bedenken hinsichtlich der Sicherheit von recycelten Kunststoffen.
Das liegt daran, dass in der Regel in recyclierten Kunststoffen eine große Zahl an unterschiedlichen chemischen Substanzen detektiert werden kann. Allerdings ist der Großteil dieser Substanzen für den Menschen vermutlich vollkommen unbedenklich. Es handelt sich dabei zum Beispiel um Substanzen, die aus den in den recyclierten Verpackungen gelagerten Lebensmitteln in den Kunststoff diffundiert sind, z.B. diverse Aromastoffe wie das Zitronenaroma Limonen. Es könnten aber über den Recyclingprozess auch kritische Substanzen in den Kunststoff eingebracht werden. Zum Beispiel wenn Lebensmittelverpackungen vom Konsumenten zur Lagerung von Lacken oder Pestiziden verwendet werden. Problematisch kann auch sein, wenn nicht für den Lebensmittelkontakt bestimmte Kunststoffe in den Kreislauf eingebracht werden, die z.B. kritische Flammschutzmittel enthalten, die im Lebensmittelkontakt nichts verloren haben. Derzeit ist es leider analytisch nicht immer möglich, verlässlich zwischen harmlosen Verunreinigungen und hochkritischen Kontaminationen zu unterscheiden.
Wo es für PET Recycling bereits einen Bewertungszugang in der EU gibt, sieht es für andere Kunststoffe wie Polyolefine noch eher schwach aus.
Was hat das für Konsequenzen?
Aufgrund des derzeitigen Informationsdefizits muss die Risikobewertung recycelter Polymere aktuell auf einer konservativen Worst-Case-Annahme basieren, was bedeutet, dass von der EFSA (European Food Safety Authority) äußerst niedrige Schwellenwerte für die Migration abgeleitet werden – z.B. 0,006µg / L für HDPE. Aufgrund dieser ist der Einsatz von Recyclingmaterialien im direkten Lebensmittelkontakt bei den weit verbreiteten Polyolefinen – LDPE, HDPE oder PP – derzeit in der Regel nicht möglich. Wenn aber für diese Polymertypen kein eigener Entsorgungsstrom und in weiterer Folge ein Recyclingprozess etabliert werden kann, ist durch die europäische Gesetzgebung ein enormer Druck auf die gesamte Lieferkette von Polyolefin-Lebensmittelverpackungen zu erwarten.
Aufgrund des derzeitigen Informationsdefizits muss die Risikobewertung recycelter Polymere aktuell auf einer konservativen Worst-Case-Annahme basieren, was bedeutet, dass von der EFSA (European Food Safety Authority) äußerst niedrige Schwellenwerte für die Migration abgeleitet werden – z.B. 0,006µg / L für HDPE. Aufgrund dieser ist der Einsatz von Recyclingmaterialien im direkten Lebensmittelkontakt bei den weit verbreiteten Polyolefinen – LDPE, HDPE oder PP – derzeit in der Regel nicht möglich. Wenn aber für diese Polymertypen kein eigener Entsorgungsstrom und in weiterer Folge ein Recyclingprozess etabliert werden kann, ist durch die europäische Gesetzgebung ein enormer Druck auf die gesamte Lieferkette von Polyolefin-Lebensmittelverpackungen zu erwarten.
Wie kann das OFI in diesem Zusammenhang helfen?
Mit Forschung & Entwicklung! Unter Leitung des Kunststoff-Clusters Niederösterreich wurde gerade das Forschungsprojekt CORNET PolyCycle gestartet, an dem sich neben dem OFI auch die FH Campus Wien und das Fraunhofer IVV als wissenschaftliche Partner beteiligen. Ziel ist es, gemeinsam eine Teststrategie zur umfassenden Sicherheitsbewertung von Kunststoffpolymerrezyklaten, in diesem Fall besonders der Polyolefine, zu entwickeln.
Mit Forschung & Entwicklung! Unter Leitung des Kunststoff-Clusters Niederösterreich wurde gerade das Forschungsprojekt CORNET PolyCycle gestartet, an dem sich neben dem OFI auch die FH Campus Wien und das Fraunhofer IVV als wissenschaftliche Partner beteiligen. Ziel ist es, gemeinsam eine Teststrategie zur umfassenden Sicherheitsbewertung von Kunststoffpolymerrezyklaten, in diesem Fall besonders der Polyolefine, zu entwickeln.
Welche Auswirkungen hätte ein funktionierender Test?
Wenn mit dem Test der Nachweis gelingt, dass die recycelten Polymere keine DNA-reaktiven Karzinogene oder andere besonders kritische Stoffgruppen, wie z.B. Dioxine oder Organophosphate, enthalten, müsste vielleicht nach neuerlicher Bewertung der EFSA die Risikobewertung von recycelten Lebensmittelverpackungen zukünftig nicht mehr auf der extrem konservativen Worst-Case Annahme basieren. Wenn das gelingt, wäre das ein wichtiger Grundstein für künftige Recyclingkonzepte: Damit eröffnen sich, zumindest auf Basis des Lebensmittelrechts, neue Möglichkeiten und Chancen für das Recycling von Lebensmittelkontaktmaterialien!
Wenn mit dem Test der Nachweis gelingt, dass die recycelten Polymere keine DNA-reaktiven Karzinogene oder andere besonders kritische Stoffgruppen, wie z.B. Dioxine oder Organophosphate, enthalten, müsste vielleicht nach neuerlicher Bewertung der EFSA die Risikobewertung von recycelten Lebensmittelverpackungen zukünftig nicht mehr auf der extrem konservativen Worst-Case Annahme basieren. Wenn das gelingt, wäre das ein wichtiger Grundstein für künftige Recyclingkonzepte: Damit eröffnen sich, zumindest auf Basis des Lebensmittelrechts, neue Möglichkeiten und Chancen für das Recycling von Lebensmittelkontaktmaterialien!
Das klingt fast nach einem „goldenen“ Zeitalter, aber so einfach wird es wohl nicht gehen?
Sie haben recht, so einfach ist es natürlich nicht. Denn die zuverlässige Detektion des breiten Spektrums aller bekannten und derzeit unbekannten DNA-reaktiven Karzinogene, die theoretisch in recyceltem Kunststoff vorkommen könnten, wird derzeit mit klassischen chemischen Analysemethoden alleine als unmöglich angesehen. Es gibt aber einen vielversprechenden Ansatz, der dieses Problem lösen könnte: die Kombination von chemischer Spurenanalytik mit In-vitro Bioassays. Bioassays wie der Ames-Test können Substanzen nachweisen, welche in der Lage sind, die DNA zu schädigen, einschließlich derzeit unbekannter Karzinogene. Aber In-vitro Bioassays für die Genotoxizität wurden für die Analyse von Reinsubstanzen entwickelt und sind noch nicht für den Nachweis von Spurenkonzentrationen in einem komplexen Polymerextrakt optimiert und validiert. Wie wir die Bioassays weiterentwickeln müssen, damit das funktionieren kann, genau das werden wir im Forschungsprojekt PolyCycle herausfinden!
Sie haben recht, so einfach ist es natürlich nicht. Denn die zuverlässige Detektion des breiten Spektrums aller bekannten und derzeit unbekannten DNA-reaktiven Karzinogene, die theoretisch in recyceltem Kunststoff vorkommen könnten, wird derzeit mit klassischen chemischen Analysemethoden alleine als unmöglich angesehen. Es gibt aber einen vielversprechenden Ansatz, der dieses Problem lösen könnte: die Kombination von chemischer Spurenanalytik mit In-vitro Bioassays. Bioassays wie der Ames-Test können Substanzen nachweisen, welche in der Lage sind, die DNA zu schädigen, einschließlich derzeit unbekannter Karzinogene. Aber In-vitro Bioassays für die Genotoxizität wurden für die Analyse von Reinsubstanzen entwickelt und sind noch nicht für den Nachweis von Spurenkonzentrationen in einem komplexen Polymerextrakt optimiert und validiert. Wie wir die Bioassays weiterentwickeln müssen, damit das funktionieren kann, genau das werden wir im Forschungsprojekt PolyCycle herausfinden!
Das wäre ein enorm wichtiger Schritt im Sinne der EU-Kreislaufstrategie. Aber noch läuft der zu Grunde liegende Kreislauf nicht rund. So gehen z.B. viele PET-Flaschen verloren und folglich ist zu wenig Rohmaterial für die Recyclinganlagen vorhanden. Muss man nicht auch hier – sozusagen eine Stufe vor der Fragestellung von PolyCycle – ansetzen?
Ich denke wir müssen gleichzeitig an verschiedenen Ebenen ansetzen: PolyCycle ist nicht das einzige Forschungsprojekt, in dem sich das OFI mit dem Thema Kreislaufwirtschaft, Recycling und Nachhaltigkeit auseinandersetzt. Denn Sie haben völlig recht: Der Kreislauf muss geschlossen werden! In Österreich fallen jährlich rund 300.000 t Kunststoffverpackungsabfälle an, von denen ca. 58 % separat gesammelt werden. Tatsächlich stofflich verwertet werden 26 % gemessen am Output der Recyclinganlagen. Die Standardverwertung ist somit die thermische Verwertung – z.B. in der Zementindustrie oder in Fernheizkraftwerken. Das bedeutet, dass die Sammel- und Verwertungsquoten gerade für die Hohlkörperverpackungen (HKV) unterdurchschnittlich sind und hier ein bislang ungenutztes Potenzial besteht, die Recyclingziele für Kunststoffverpackungen zu erreichen.
Ich denke wir müssen gleichzeitig an verschiedenen Ebenen ansetzen: PolyCycle ist nicht das einzige Forschungsprojekt, in dem sich das OFI mit dem Thema Kreislaufwirtschaft, Recycling und Nachhaltigkeit auseinandersetzt. Denn Sie haben völlig recht: Der Kreislauf muss geschlossen werden! In Österreich fallen jährlich rund 300.000 t Kunststoffverpackungsabfälle an, von denen ca. 58 % separat gesammelt werden. Tatsächlich stofflich verwertet werden 26 % gemessen am Output der Recyclinganlagen. Die Standardverwertung ist somit die thermische Verwertung – z.B. in der Zementindustrie oder in Fernheizkraftwerken. Das bedeutet, dass die Sammel- und Verwertungsquoten gerade für die Hohlkörperverpackungen (HKV) unterdurchschnittlich sind und hier ein bislang ungenutztes Potenzial besteht, die Recyclingziele für Kunststoffverpackungen zu erreichen.
Wie können die Potenziale genutzt werden?
Moderne Sortiertechniken können hier viel leisten. Sie machen kleine und große HKV zu einer attraktiven Fraktion im Siedlungs- und Gewerbeabfall. Denn diese sind letztendlich die Rohstoffquelle für PE- und PP Rezyklate. Hier fehlen aber noch umfassende wissenschaftliche Betrachtungen, die Auskunft darüber geben könnten, wo Optimierungen Sinn machen.
Und das soll sich ändern?
Ja, da sind wir dran. So befindet sich aktuell das Kooperationsprojekt Rec2Pack des Kunststoff-Clusters Niederösterreich in Einreichung, bei dem erstmals alle Beteiligten der Wertschöpfungskette für PE/PP-Hohlkörperverpackungen zusammenarbeiten sollen. Forscher der TU Wien, der Montanuniversität Leoben, des OFI und der FH Campus Wien werden den Zusammenschluss des Kreislaufs wissenschaftlich begleiten und fehlende Technologien sowie Informationen zu den Unternehmen – im Speziellen zu den Recyclern – transferieren. Dieser Wissenstransfer liegt dem OFI als Mitglied der Austrian Cooperative Research (ACR) besonders am Herzen. Wir sehen es als unsere Aufgabe, Forschung anwendbar zu machen und das generierte Wissen in die Praxis zu bringen, so dass v.a. auch KMU schnell von Ergebnissen profitieren.
Ja, da sind wir dran. So befindet sich aktuell das Kooperationsprojekt Rec2Pack des Kunststoff-Clusters Niederösterreich in Einreichung, bei dem erstmals alle Beteiligten der Wertschöpfungskette für PE/PP-Hohlkörperverpackungen zusammenarbeiten sollen. Forscher der TU Wien, der Montanuniversität Leoben, des OFI und der FH Campus Wien werden den Zusammenschluss des Kreislaufs wissenschaftlich begleiten und fehlende Technologien sowie Informationen zu den Unternehmen – im Speziellen zu den Recyclern – transferieren. Dieser Wissenstransfer liegt dem OFI als Mitglied der Austrian Cooperative Research (ACR) besonders am Herzen. Wir sehen es als unsere Aufgabe, Forschung anwendbar zu machen und das generierte Wissen in die Praxis zu bringen, so dass v.a. auch KMU schnell von Ergebnissen profitieren.
Welche Vorteile sind in dem Vorhaben durch die aktive Zusammenarbeit unterschiedlicher Forschungseinrichtungen mit möglichst vielen Akteuren entlang der Wertschöpfungskette zu erwarten?
Kunststoffproduzenten und -verarbeiter sowie Verpacker können die Kreislauffähigkeit ihrer Produkte in einem realen Szenario überprüfen und mit fundierten Fakten optimieren. Sammelsystemen und Entsorgungsbetrieben wird eine neue höherwertige Möglichkeit gegeben, mit ihren Produkten und Waren Wertschöpfung zu generieren. Handel und Konsumenten erhalten Gewissheit, wie viel des in Verkehr gebrachten Verpackungsmaterials auch tatsächlich wieder in den Kreislauf zurückfindet. Insgesamt wird das System im Sinne der Kreislaufstrategie optimiert und der Kreislauf geschlossen. Die internationale Ausrichtung der österreichischen Wirtschaft wird dabei berücksichtigt. Alle Ergebnisse, die für Österreich erarbeitet werden, sollen auch exportierbar sein, weswegen im Rahmen des Projekts auch ein IST-Zustand in der Region CEE erhoben werden soll. Sie sehen, da gibt es viel zu tun!
Kunststoffproduzenten und -verarbeiter sowie Verpacker können die Kreislauffähigkeit ihrer Produkte in einem realen Szenario überprüfen und mit fundierten Fakten optimieren. Sammelsystemen und Entsorgungsbetrieben wird eine neue höherwertige Möglichkeit gegeben, mit ihren Produkten und Waren Wertschöpfung zu generieren. Handel und Konsumenten erhalten Gewissheit, wie viel des in Verkehr gebrachten Verpackungsmaterials auch tatsächlich wieder in den Kreislauf zurückfindet. Insgesamt wird das System im Sinne der Kreislaufstrategie optimiert und der Kreislauf geschlossen. Die internationale Ausrichtung der österreichischen Wirtschaft wird dabei berücksichtigt. Alle Ergebnisse, die für Österreich erarbeitet werden, sollen auch exportierbar sein, weswegen im Rahmen des Projekts auch ein IST-Zustand in der Region CEE erhoben werden soll. Sie sehen, da gibt es viel zu tun!
Vielen Dank für das Gespräch.
Das Interview führte Mag. Gernot Rath, Chefredakteur Pack & Log. Erschienen in Pack & Log 02/2020