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RATGEBER UMWELT

Bio-Kunststoffe

Nachhaltige Alternative oder nur eine Teillösung?

Bio-Kunststoffe gewinnen zunehmend an Bedeutung als potenziell umweltfreundliche Alternative zu konventionellen Kunststoffen. Sie werden aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt oder sind biologisch abbaubar. Dies lässt sie auf den ersten Blick nachhaltig erscheinen, doch die Thematik ist komplex: Während einige Biokunststoffe tatsächlich zur Reduzierung fossiler Rohstoffe beitragen, gibt es Herausforderungen bei der Produktion, Entsorgung und Recyclingfähigkeit. Dieser Bericht beleuchtet die verschiedenen Arten von Biokunststoffen, ihre Vorteile und Grenzen sowie ihre tatsächliche Umweltbilanz.

Plastik gilt neben dem Klimawandel als das größte menschengemachte Umweltproblem. Plastikmüll zerstört die Meere, fördert die globale Erwärmung und das Artensterben. Mikroplastik schädigt die Gesundheit von Pflanzen, Tieren und Menschen. Doch mit wachsendem Umweltbewusstsein war zunächst auch die Hoffnung gewachsen, dass Biokunststoffe eine rettende Alternative bieten könnten.

Viele dieser Stoffe sind nun jedoch in die Kritik geraten, denn einige sind weder biologisch abbaubar noch unbedenklich.1 Tatsächlich handelt es sich aber um ein Verständnisproblem, das mit der Verwechslung von biobasiert und abbaubar einhergeht.

Was ist eigentlich ein Biokunststoff?

Biokunststoffe haben eine längere Geschichte als das, was uns heute als Plastik geläufig erscheint, nämlich Kunststoff aus fossilen Stoffen wie Erdöl. Bereits 1869 begann man mit der Produktion von Celluloid. Dieser Kunststoff basiert auf Cellulose, einem nachwachsenden Rohstoff, der aus Pflanzen gewonnen wird. Die gesamte Geschichte des Kinos beispielsweise ist bis zum digitalen Zeitalter mit Celluloid, aus dem Filme hergestellt werden, eng verknüpft. Daneben kennt jeder Cellophan, das bereits 1923 massenweise für transparente Folien und viele weitere Produkte hergestellt wurde.

Als Basis für Bioplastik dienen vor allem pflanzliche Öle und Fette, Sägespäne, Essensabfälle, Stroh, Korn, Mais, Bambus und Kartoffeln. Diese liefern Grundstoffe wie Zucker, Stärke, Cellulose und Lignin. Aus ihnen werden vom Einweggeschirr über Müllbeutel und Verpackungsmaterial bis zum Möbelstück inzwischen die verschiedensten Produkte hergestellt.

Lange wurden diese aus nachwachsenden Rohstoffen gefertigten Kunststoffe vom billigeren, auf Mineralölbasis hergestellten Plastik, zum Beispiel dem Bakelit, verdrängt. Erst die ökologische Krise rückte sie wieder ins Bewusstsein. Ab 1980 wurden neue Biokunststoffe entwickelt, wie Polylactide (PLA), Celluloseacetat und Thermoplastische Stärke (TPS). 

Wie werden Biokunststoffe genau definiert?

Die Internationale Union für reine und angewandte Chemie (IUPAC) empfiehlt den Begriff biobasierte Polymere in Abgrenzung zu Polymeren aus fossilen Stoffen und als Ersatz für die in Verruf geratene Bezeichnung “Bioplastik”. Dabei weist sie darauf hin, dass biobasierte Polymere nicht als überlegen gelten, solange dies nicht anhand des Lebenszyklus des Materials erwiesen ist.2

Folglich müssen an Biokunststoffe hohe Anforderungen gestellt werden, damit sie sich positiv vom herkömmlichen Plastik abheben. Gerade die Entwicklungen der letzten Jahre mit neuen Werkstoffen, die auch als Novel bioplastics und Drop-Ins bezeichnet werden, wie zum Beispiel das „flüssige Holz“ aus Lignin, geben Anlass zu großer Hoffnung. 

Wichtige Unterscheidung zwischen biobasierten Kunststoffen und biologisch abbaubarem Kunststoff

Die Begriffe biobasierte Kunststoffe und biologisch abbaubare Kunststoffe werden oft verwechselt, bezeichnen aber unterschiedliche Eigenschaften. Hier eine klare Unterscheidung:

1. Biobasierte Kunststoffe

Definition
Kunststoffe, die teilweise oder vollständig aus nachwachsenden Rohstoffen wie Maisstärke, Zuckerrohr, Cellulose oder Pflanzenölen hergestellt werden.

Eigenschaften
Können chemisch identisch mit herkömmlichen Kunststoffen sein (z. B. biobasiertes PET oder PE).
Sind nicht automatisch biologisch abbaubar.
Manche biobasierten Kunststoffe lassen sich recyceln, andere nicht.

Beispiele
Biobasiertes PET (z. B. aus Zuckerrohr)
→ Kann wie herkömmliches PET recycelt werden
PLA (Polylactid) aus Maisstärke → Nicht immer recyclingfähig, aber unter bestimmten Bedingungen biologisch abbaubar.
Bio-PE (biobasiertes Polyethylen) → Funktioniert wie normales PE und ist nicht biologisch abbaubar.

2. Biologisch abbaubare Kunststoffe

Definition
Kunststoffe, die durch Mikroorganismen in Wasser, CO₂ (oder Methan) und Biomasse zersetzt werden können.

Eigenschaften
Können sowohl aus fossilen als auch aus nachwachsenden Rohstoffen bestehen.
Die Abbaubarkeit hängt stark von den Umweltbedingungen ab (z. B. Temperatur, Feuchtigkeit, Mikroorganismen).
Viele biologisch abbaubare Kunststoffe benötigen industrielle Kompostieranlagen.

Beispiele
PLA → Biologisch abbaubar, aber nur in industriellen Kompostieranlagen.
PHA (Polyhydroxyalkanoate) → Kann unter natürlichen Bedingungen abgebaut werden.
PBAT (Polybutylenadipat-Terephthalat) → Fossil basiert, aber biologisch abbaubar.

Nur ein Teil der oft als Biokunststoff bezeichneten Werkstoffe erfüllt ökologische Kriterien. Biologisch abbaubare Kunststoffe können auch zur Entstehung von Treibhausgasen wie Methan führen.

Biobasierte Kunststoffe können wiederum durch den Energieaufwand bei der Erzeugung oder durch den Entzug landwirtschaftlicher Flächen für die Nahrungsmittelproduktion Nachteile haben. Nur bestimmte Stoffe sind tatsächlich innerhalb von 12 Wochen kompostierbar in dem Sinn, wie es die technische Norm DIN EN 13432 vorschreibt. Deshalb ist ein genaueres Verständnis dieser Kunststoffe sehr wichtig.

Welche Biokunststoffe haben nachhaltige Qualitäten?

Von den in den vergangenen Jahren entwickelten biologisch abbaubaren Kunststoffen haben sich vor allem „die biobasierten Stärkekunststoffe, Polyactid und Polyhydroxyfettsäuren sowie der fossil basierte Polyester durchgesetzt.“ 3

Stärke und Stärkeblends
Eine wichtige Rolle spielen Kunststoffe, die aus Stärke gewonnen werden: „Thermoplastische Stärke (TPS oder auch Stärkeblends)) ist einer der gebräuchlichsten Biokunststoffe und macht einen großen Anteil des Marktes aus.  Er wird aus Kartoffeln, Weizen und Mais erzeugt, und man macht daraus zum Beispiel Pflanztöpfe, Trinkbecher oder Tragetaschen. Allerdings gehören Biokunststoff-Müllbeutel nicht in den Kompost oder in die Biomülltonne, sondern müssen mit dem Restmüll entsorgt werden.

Polymilchsäure
Daneben findet Polyactid (PLA) zunehmend Verwendung. „Polyactid (PLA) bzw. Polymilchsäure ist ein biologisch abbaubarer Polyester und wird aus dem Monomer Milchsäure polymerisiert.“ 4 PLA lässt sich gut zu Folien, Flaschen und Schalen verarbeiten, kommt aber auch bei Implantaten und Nahtmaterial in der Medizin zum Einsatz.

TPS und PLA vereinen zwei wichtige Merkmale für einen vorteilhaften biobasierten Kunststoff: Sie beruhen auf biologischer Basis und sind biologisch abbaubar.

PHF oder PHB (Polyhydroxybuttersäure)
Zunehmender Beliebtheit erfreuen sich auch Polyhydroxybuttersäure (PHB) oder allgemein die „Polyhydroxyfettsäuren (PHF). Sie sind durch die Einwirkung von Bakterien oder Pilzen auf Zucker oder Stärke gewonnene thermoplastische Polyester.“ 6 Diese führen zu Produkten mit sehr guten mechanischen Eigenschaften.

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Nachhaltige Wasserfilter dank Bio-Kunststoffen?

Bei langlebigen Produkten mit hohen Anforderungen an Haltbarkeit, Wasserbeständigkeit und Lebensmittelechtheit stoßen Bio-Kunststoffe schnell an ihre Grenzen. Was für Einwegverpackungen oder kurzlebige Produkte mit einer klaren Entsorgungsstrategie besteht. Auch ist die Recycling-Bilanz nicht so gut wie sie scheint. 

Warum Alb Filter keine Bio-Kunststoffe mehr in ihren Filterkartuschen verwendet:

Die voranschreitende Forschung im Bereich der Bio-Kunststoffe lieferte neue Erkenntnisse bezüglich der Sicherheit und Umweltverträglichkeit entsprechender Materialien. So zeigen unabhängige Studien, dass über 80 % der Biokunststoffe zelltoxische oder anderweitige schädliche Mineralien enthalten. Damit sind sie oft nicht so unbedenklich, wie es zunächst scheint. Doch auch was die Recyclingfähigkeit angeht gibt es neue Erkenntnisse. Auch wenn das Gehäuse einer Filterkartusche biologisch abbaubar wäre, enthält auch das Filtermedium zur Stabilisierung Polyethylen (GUR) als Bindemittel. Das gesamte Konstrukt lässt sich kaum recyceln und wird in der Regel verbrannt, was die tatsächliche Umweltbilanz erheblich verschlechtert. Außerdem sind viele Biokunststoffe in der Praxis nicht vollständig biologisch abbaubar oder benötigen spezielle industrielle Kompostieranlagen, so werden sie in der Regel auch nur verbrannt. In der Natur verbleiben sie oft genauso lange wie herkömmliche Kunststoffe.

Alb Filter wird die Forschung und Weiterentwicklung der bestehenden Filterkappen aus Lingnin nicht weiter voran treiben und setzt stattdessen auf zertifizierte, trinkwassergeeignete Kunststoffe, die keine Schadstoffe ins Wasser abgeben und höchste Sicherheit für ihre Nutzer gewährleisten.

Fazit: Biokunststoffe – Keine universelle Lösung

Biokunststoffe werden oft als nachhaltige Alternative zu konventionellen Kunststoffen betrachtet, doch eine differenzierte Betrachtung zeigt ihre Grenzen. Zwar können sie zur Reduzierung fossiler Rohstoffe beitragen, doch ihre tatsächliche Umweltbilanz hängt stark von der jeweiligen Zusammensetzung, der Entsorgung und den Produktionsbedingungen ab. Biobasierte Kunststoffe sind nicht zwangsläufig biologisch abbaubar, und biologisch abbaubare Kunststoffe erfordern oft spezielle Kompostieranlagen, wodurch ihre Vorteile im Alltag stark eingeschränkt sind. Zudem stehen sie aufgrund problematischer Inhaltsstoffe, Recycling-Herausforderungen und ihres Ressourcenbedarfs zunehmend in der Kritik.

Für kurzlebige Produkte mit einer klaren Entsorgungsstrategie können Biokunststoffe eine geeignet sein, doch für langlebige Produkte mit hohen Anforderungen an Haltbarkeit, Wasserfestigkeit und Sicherheit sind sie oft ungeeignet. Gerade im Bereich der Wasserfiltration hat sich gezeigt, dass Biokunststoffe nicht die erhoffte umweltfreundliche Lösung bieten. Daher setzt Alb Filter konsequent auf zertifizierte, trinkwassergeeignete Materialien wie Edelstahl und Kunststoffe, die höchste Sicherheit gewährleisten – ohne fragwürdige Greenwashing-Versprechen.

FAQs - Bio-Kunststoffe

Bioplastik wird hauptsächlich aus nachwachsenden Rohstoffen wie pflanzlichen Ölen und Fetten, Sägespänen, Essensresten, Stroh, Getreide, Mais, Bambus oder Kartoffeln gewonnen. Diese enthalten Grundstoffe wie Zucker, Stärke, Cellulose und Lignin, die als Basis für die Kunststoffproduktion dienen. Mittlerweile werden daraus zahlreiche Produkte gefertigt – von Einweggeschirr und Müllbeuteln über Verpackungsmaterial bis hin zu Möbelstücken.

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Quellen

  • IopScience: "Land use mediated GHG emissions and spillovers from increased consumption of bioplastics" (06.12.2018) https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/aaeafb/meta 
  • Wikipedia: "Bioplastic" (11.07.2020) https://en.wikipedia.org/wiki/Bioplastic#cite_note-IUPAC2012-5 
  • Umweltbundesamt: "Biologisch abbaubare Kunststoffe" (08/2009) https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/publikation/long/3834.pdf 
  • ebd. (3)
  • ebd. (3)