Biobasiert und biologisch abbaubar – Eine Beitragsserie

In letzter Zeit beschäftigt sich jeder mit dem Thema biobasiert und biologisch abbaubar. Aber was ist das und was sind die Vor- und Nachteile? In unserer Beitragsserie werfen wir einen genaueren Blick auf Materialien, Recycling und den Recyclingprozess am Ende des Lebenszyklus.

Im Laufe der Geschichte waren die menschlichen Technologien mehr oder weniger unbewusst im Einklang mit den Zyklen der Natur. Unsere Textilien zum Beispiel würden den Boden biologisch abbauen und nähren, was wiederum neue Kulturen anbauen und neue Schafherden unterstützen würde. Nicht mehr.

Verschwendung kann als Gegenpol zu einem Kreislauf betrachtet werden, und das letzte Jahrhundert entwickelt sich zur perfekten Fallstudie, wie die Dinge aussehen, wenn menschliche Outputs mit den Zyklen der Natur in Konflikt geraten – in mehrfacher Hinsicht. Aber mach dich bereit für eine lustige Tatsache: Mutter Natur hatte selbst ein paar peinliche Schluckaufs.

Noch vor 300 Millionen Jahren tauchten zum Beispiel 50 Meter hohe Pflanzen auf der ganzen Erde auf – Bäume. Die Mikroben und Pilze der damaligen Zeit haben sich nicht weiterentwickelt, um diese Neuankömmlinge für weitere 60 Millionen Jahre aufzunehmen. Das bedeutete, dass Bäume wachsen und umfallen würden, nur um sich in dem, was man als das größte Durcheinander der geologischen Geschichte bezeichnen könnte, übereinander zu stapeln. Mit der Zeit, der Hitze und dem Druck würde sich dieses Durcheinander schließlich in die heutigen tief liegenden Kohlenschichten verwandeln.

Mit der Verschmutzung durch Plastikmikrofasern könnte man sagen, dass sich diese Geschichte wiederholt und Mikroben wieder einmal zu spät zum Abendessen kommen. Nur diesmal sind die Menschen schuld, und wenn wir nicht ein paar Millionen Jahre auf die Evolution warten wollen, liegt es an uns, den Zyklus zu reparieren. Damit haben wir zwei Möglichkeiten: Verhindern Sie, dass nicht biologisch abbaubare Materialien durch zirkuläres Design in die Natur gelangen, und/oder ersetzen Sie diese Materialien durch biologisch abbaubare.

Um diese Optionen besser einschätzen zu können, hilft es, die zugrundeliegenden Gründe für den Aufstieg von Kunststoffen zu verstehen. In vielerlei Hinsicht wurden Kunststoffe selbst ursprünglich als Lösung für die Probleme der Naturfasern angesehen. Charles Ross arbeitet als Berater und Universitätsdozent mit dem Schwerpunkt Performance Sportswear Design & Sustainability und arbeitet unter anderem mit der Sustainability Working Group der European Outdoor Group (EOG) zusammen. Wie er erklärt:

Er sagt: „Fast alle Naturfasern benötigen riesige Mengen an Land, Wasser, Energie, Düngemitteln, Pestiziden, Herbiziden und nicht zu vergessen die Arbeit, die für die Beschaffung benötigt wird. Kunststoffe hingegen benötigen vergleichsweise wenig davon.“

Hinzu kommen Eigenschaften wie Langlebigkeit und Wartungsarmut, und es ist leicht zu erkennen, wie die Waage zu ihren Gunsten kippte. Ohne das neuere Verständnis des Ausmaßes, in dem sie zur Verschmutzung durch Kunststoffe, insbesondere in den Ozeanen, beitragen, und der damit verbundenen Auswirkungen auf die Nahrungskette, wären Kunststoffe wahrscheinlich weiterhin als die nachhaltigere Lösung bekannt gewesen. Aber jetzt fragen sich viele, ob Fasern, die nicht biologisch abbaubar sind, überhaupt einen Platz in einer nachhaltigen Zukunft haben sollten.

Ein genauerer Blick auf biologisch abbaubare Fasern zeigt jedoch, dass die Dinge nicht genau so schwarz und weiß sind, wie sie scheinen.

Während die biologische Abbaubarkeit auf den ersten Blick am besten zu den Zyklen der Natur passt, sind die Vorteile der biologischen Abbaubarkeit als branchenweite Lösung in mindestens drei Punkten viel komplizierter. Erstens wird neben den bereits erwähnten größeren Produktionsauswirkungen von Naturfasern im Vergleich zu synthetischen Fasern der biologische Abbau als End-of-Life-Strategie eines Produkts als besonders verschwenderisch angesehen, wenn Kunststoffe theoretisch unbegrenzt recycelt werden können.

Zweitens emittiert der biologische Abbau die Treibhausgase CO2 und Methan in beträchtlichen Mengen, im Gegensatz zu fossilen Kunststoffen, die als eine Form der Kohlenstoffbindung angesehen werden können – wenn man die Augen vor der Verbrennung der restlichen 99,5 % des von ihnen geförderten Öls durch die Ölindustrie verschließt.

Auch wenn ein Produkt technisch biologisch abbaubar ist, ist der Prozess selbst nicht einfach.

„Der biologische Abbau erfordert auch die geeigneten Bedingungen. Wolle ist biologisch leicht abbaubar, aber einige Fasern, die allgemein als biologisch abbaubar angesehen werden, wie z.B. Typ-1-Zellulosefasern wie Baumwolle, haben sich in marinen Umgebungen als beständig erwiesen, wenn sie mit synthetischen Farbstoffen behandelt wurden“, erklärt Charles Ross und fährt fort: „Aber ob dies eine ähnliche Bedrohung für das Meeresleben darstellt wie synthetische Fasern, bedarf weiterer Untersuchungen.“

In der Outdoor-Branche standen biologisch abbaubare Materialien in den letzten Jahren kurz davor, zu einem Trend zu werden. Aber nicht alle sind sich einig, dass dies der richtige Weg für die Branche ist. Die deutsche Outdoor-Marke Vaude hat sich als einer der Branchenführer in Sachen Nachhaltigkeit etabliert. Alarmiert durch die Berichte über die Verschmutzung durch Mikrofasern machte sich Vaude vor einigen Jahren auf den Weg, um die Auswirkungen seiner eigenen Produkte zu mildern. Aus dieser Arbeit entstand unter anderem eine preisgekrönte Fleecejacke aus der biologisch abbaubaren Typ 2 Cellulosefaser Tencel.

René Bethmann, Innovation Manager Materials and Manufacturing bei Vaude, sieht solche Produktinnovationen und Experimente heute als entscheidend für ihren Lernprozess an, sagt aber, dass für Vaude biologische Abbaubarkeit und Nachhaltigkeit nicht mehr unbedingt Hand in Hand gehen müssen:

„Die Lösung kann nicht nur darin bestehen, alle Kleidungsstücke durch biologisch abbaubare zu ersetzen – Haltbarkeit und Recyclingfähigkeit sind die Lösung. Deshalb hat sich der Fokus von Vaude über die biologische Abbaubarkeit hinaus auf das zirkuläre Design konzentriert.“

Durch den Einsatz von biobasierten Kunststoffen und die Entwicklung weit verbreiteter Sammelsysteme sieht René Bethmann das Potenzial für die Herstellung im geschlossenen Kreislauf als den heiligen Gral der Nachhaltigkeit. Im Hinblick auf die unbeabsichtigte Verunreinigung von Mikrofasern argumentiert er, dass der Umgang mit synthetischen Stoffen und nicht nur die Kunststoffe selbst behandelt werden muss.

„Unser best-case Szenario ist es, die Verschmutzung durch Mikrofasern durch eine Kombination von Lösungen wie bessere Konstruktionen und Filter an der Entstehungsquelle zu stoppen. Die Industrie versucht, dies anzugehen, braucht aber Hilfe bei wirksamen Regulierungsmaßnahmen.“

Schließlich haben für René Bethmann die Mängel der biologisch abbaubaren Stoffe dazu geführt, dass er biobasierte Kunststoffe unterstützt.

„Ich weiß, dass das Thema Bioabbaubarkeit zu einem großen Trend geworden ist, aber ich sehe einen Widerspruch darin, ein Produkt zu wollen, das sowohl langlebig als auch schnell abbaubar ist. Dies wird nur zu mehr Ressourcenverschwendung führen, weshalb ich sagen würde, dass es eine große Gefahr und ein großes Risiko für unsere Branche darstellt.“

Die schwedische Outdoor-Sportbekleidungsmarke Houdini ist ebenfalls Vorreiter bei der industriellen Nachhaltigkeit. Wenn es um die Abgrenzung von Kunststoffen und Naturfasern geht, hat sich Houdini entschieden, beide Seiten zu spielen:

„Um die Auswirkungen unserer Branche zu bekämpfen, sind radikale Veränderungen erforderlich. Aber wir dürfen nicht vergessen, dass es sich um einen Krieg an mehreren Fronten handelt und es keine Allheilmittel gibt. Bei Houdini werden unsere Prinzipien des zirkulären Designs mit dem Aufbau der positiven Eigenschaften kombiniert, während gleichzeitig die negativen Eigenschaften von Kunst- und Naturfasern reduziert und eliminiert werden“, erklärt CEO des Unternehmens Eva Karlsson.

Dieser pragmatische Ansatz hat zu einer Kollektionen geführt, die sowohl biologisch abbaubare Wollprodukte als auch recycelte und recycelbare Kunststoffe enthält.

„Wenn es um Naturfasern geht, können sie, wenn sie schlecht verwaltet werden, für die Ökosysteme und die Biodiversität verheerend sein. Aber diese Auswirkungen können weitgehend gemildert werden und können bei richtiger Steuerung tatsächlich restaurativ werden“, sagt Eva Karlsson und fährt fort:

„Hier streben wir recycelte und recycelbare Naturfasern an, sowie solche, die am Ende ihrer Lebensdauer vollständig kompostierbar und nicht nur biologisch abbaubar sind.“

Generell stellen sich viele Herausforderungen, wenn Naturfasern mit synthetischen Stoffen vermischt werden, was die Möglichkeit des Recyclings für beide ausschließt. Darüber hinaus werden biologisch abbaubare Fasern wie Wolle meist mit einem Cocktail aus Chemikalien und Farbstoffen behandelt, die jeden Boden vergiften würden, und die Produkte enthalten nicht biologisch abbaubare Teile. Houdini befasst sich bereits in der Entwurfsphase mit diesen Fragen und ist bestrebt, sicherzustellen, dass recycelbare Produkte – natürliche und synthetische – nicht mit nicht recycelbaren Produkten vermischt werden und dass biologisch abbaubare Fasern von einer Qualität sind, die tatsächlich kompostierbar sind, ohne den Boden zu belasten.

Houdini hat die Kompostierbarkeit dieser Produkte mit dem Houdini Menu Project bewiesen, das in einem Drei-Gänge-Menü gipfelt, das von einem Starkoch zubereitet wird und auf Pflanzen basiert, die auf dem Boden mit ihrer kompostierten Kleidung angebaut werden.

Houdini nutzt derzeit die Vorteile von Kunststoffen, und Eva Karlsson ist nach jüngsten Innovationen optimistisch, dass die damit verbundenen Probleme gelöst werden können und werden. Aber da wir nicht wissen, was die Zukunft bringen wird, argumentiert sie, dass ein verantwortungsbewusstes Unternehmen weiterhin auf der Grundlage der heutigen Gegebenheiten planen muss:

„Kunststoffe stellen derzeit nicht nur bei der Verunreinigung von Mikrofasern ein Risiko dar, sondern auch aufgrund der globalen Auswirkungen der Rohölförderung, der mangelnden Rückverfolgbarkeit und Transparenz der Wertschöpfungskette und der begrenzten Recyclingmöglichkeiten. Wenn nachhaltig bezogene, biobasierte, recycelbare, rückverfolgbare und biologisch abbaubare Kunststoffe vollständig realisiert werden können – dafür sind wir alle da! Aber wir sind noch nicht da. Die meisten Kunststoffe, die heute in der Natur landen, werden sie für Hunderte von Jahren verunreinigen. Vor diesem Hintergrund sind biologisch abbaubare Fasern eine verantwortungsvolle Wahl.“

Aus diesem Grund sind Kunststoffe bei Houdini gegen die Zeit. Wie Eva Karlsson erklärt:

„Die Natur liefert die Grundlage für ein zirkuläres Design, und bis heute haben wir 70% unserer Stile von geradlinig zu zirkulär verschoben. Bis 2030 wollen wir in Houdini ein Kreislauf-Ökosystem haben, d.h. wir werden keine Abfallströme haben. Nirgendwo. Mikroplastische Verunreinigungen sind ein Abfallstrom, wenn auch ein unbeabsichtigter, und wenn wir das bis dahin nicht gelöst haben, müssen wir Kunststoffe ersetzen.“

Es bleibt zwar unklar, wie sich die Auswirkungen von Kunst- und Naturfasern letztendlich ausgleichen, aber Tatsache ist, dass Naturfasern nicht unproblematisch sind und viele unter Umständen nicht einmal ohne ideale Bedingungen biologisch abbaubar sind.

Auf die eine oder andere Weise entsteht ein Kreislauf, der mit synthetischen Fasern umgehen kann, entweder durch natürliche Prozesse oder durch menschliche Einflüsse. Natürlich können wir es uns nicht leisten, auf die evolutionäre Forschung und Entwicklung der Natur zu warten, deren Zeitrahmen in Epochen gemessen wird.

Vaude setzt auf ein Zirkulär-Design, das die eigenen Zyklen der Natur nachahmt, und setzt sich für Richtlinien und Innovationen ein, die verhindern, dass Mikrofasern in die Umwelt gelangen. Houdini hingegen setzt darauf, dass sie in etwas mehr als 10 Jahren einen Zyklus mit synthetischen und natürlichen Fasern schaffen können, der die 60 Millionen Jahre der oben genannten Mikroben mit einer deutlichen Wahrscheinlichkeit übertrifft.

Charles Ross, René Bethmann und Eva Karlsson sind sich einig, dass die Verschmutzung durch Mikrofasern dringend gestoppt werden muss, und fordern Industrie und Politik auf, dies zu tun. Aber abgesehen davon kann man mit Sicherheit sagen, dass ein Konsens darüber, welche Rolle die biologische Abbaubarkeit spielen kann und sollte, noch nicht ausgereizt ist.

Biologisch abbaubar bezieht sich auf die Fähigkeit einer Substanz, durch die Wirkung von lebenden Organismen wie Pilzen und Mikroorganismen in ihre elementaren Bestandteile zerlegt zu werden. Diese Fähigkeit ist abhängig von Faktoren wie Temperatur, Zeit, dem Vorhandensein bestimmter Pilze und Bakterien und der spezifischen Umgebung (z.B. Meer und Land).

Zersetzung bedeutet im Gegensatz zum biologischen Abbau die kontinuierliche Fragmentierung und Zerkleinerung einer Substanz (z.B. Kunststoff reduziert sich zu Mikrokunststoff).

Als kompostierbar wird eine Substanz bezeichnet, die unter natürlichen Bedingungen relativ schnell in ihre molekularen Bestandteile zerfallen kann und im Endergebnis keine Umweltgifte enthält.

Nicht alles, was biologisch abbaubar ist, ist kompostierbar. Nicht alle biologisch abbaubaren Produkte werden aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt und umgekehrt. Ebenso sind nicht alle biobasierten Produkte biologisch abbaubar. Viele der letzteren sind chemisch identisch mit denen auf Basis fossiler Brennstoffe und haben die gleichen Eigenschaften.

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