Untersuchung der Rolle umweltfreundlicherer Kunststoffe für Japans CO2-Neutralitätsziele

Japan hat ein Plastikproblem. Auch dank eines Überangebots an Verpackungen ist das Land der zweitgrößte Pro-Kopf-Produzent von Plastikmüll.

Während die Plastikverschmutzung bekanntermaßen Anlass zur Sorge gibt, wird häufig übersehen, wie Plastik zur globalen Erwärmung beiträgt. Kunststoffe sind ein überraschend großer Verursacher von Kohlenstoffemissionen, wobei etwa 4,5 % der weltweiten Emissionen auf den Kunststoffsektor zurückzuführen sind.

Nun hat eine gemeinsame Forschung der Kyushu-Universität und des in Yokohama ansässigen Start-up-Unternehmens Sotas Co., Ltd das Potenzial für den japanischen Markt untersucht, eine umweltfreundlichere Kunststofflieferkette zu integrieren.

„Die japanische Regierung hat sich verpflichtet, bis 2050 CO2-Neutralität zu erreichen. Die vorherrschende Methode, die Japan zur Beseitigung von Kunststoffabfällen verwendet, ist jedoch das ‚thermische Recycling‘ oder die Verbrennung, bei der Kohlendioxid in die Atmosphäre freigesetzt wird“, sagt der leitende Autor Professor Andrew Chapman , vom International Institute for Carbon Neutral Energy and Research der Universität Kyushu. „Wir haben untersucht, ob die Umstellung auf nachhaltigere recycelte Kunststoffe und Biokunststoffe eine wettbewerbsfähige und wirksame Alternative zu den aktuellen Maßnahmen zur CO2-Reduzierung darstellt.“

Die Forscher begannen mit einer wirtschaftlichen und ökologischen Bewertung von sechs häufig verwendeten Kunststoffarten, basierend darauf, ob sie aus Neu-, Recycling- oder Biokunststoff hergestellt wurden. Sie bewerteten die Kunststoffe anhand von vier verschiedenen Kriterien: Treibhauspotenzial, Kosten, Recyclingfähigkeit und wahrgenommene Qualität für die Hersteller. Abhängig von der Gewichtung der einzelnen Faktoren berechneten die Forscher, wie wünschenswert jeder Kunststoff in verschiedenen Szenarien war.

Generell stellten die Forscher fest, dass Neukunststoffe, die direkt aus fossilen Brennstoffen hergestellt werden, als hochwertig angesehen werden, aber ein hohes Treibhauspotenzial haben und relativ teuer sind.

Recycelte Kunststoffe hingegen sind günstiger und haben zudem ein geringeres Treibhauspotenzial. Allerdings wurden Kunststoffe mit einem höheren Anteil an recyceltem Material als qualitativ minderwertig empfunden und auch die Recyclingfähigkeit variierte je nach Kunststofftyp stark.

„Ein Problem besteht darin, dass es physisch schwieriger sein kann, einige Arten von Kunststoffen vor dem Recycling zu trennen, und außerdem können einige Kunststoffe nur eine bestimmte Anzahl von Malen recycelt werden“, sagt Erstautor Yuuki Yoshimoto, Präsident von Sotas Co., Ltd. „ Daher ist es wichtig, eine robuste, zentrale Überwachungskette einzurichten, um zu verfolgen, wie oft ein Stück Kunststoff recycelt wurde, um den Endverbrauchern Qualitätssicherung zu bieten.“

Die Analyse ergab außerdem, dass Biokunststoffe, die aus Pflanzen hergestellt werden, das geringste Treibhauspotenzial haben. Einige Biokunststoffe können sogar CO2-negativ sein, da die Pflanzen beim Wachstum Kohlendioxid aus der Atmosphäre aufnehmen, das dann im Material gebunden wird.

Allerdings ist die Herstellung von Biokunststoffen viel teurer als die von Neu- oder Recyclingkunststoffen, und da Ersatzstoffe nicht immer verfügbar sind, schneiden sie hinsichtlich der wahrgenommenen Qualität derzeit weniger gut ab. Darüber hinaus benötigen stärkebasierte Biokunststoffe Ackerland für den Anbau der Pflanzen.

„Wir wollen keinen Kampf zwischen Lebensmittel- und Plastikproduktion, da die Landressourcen in Japan sehr begrenzt sind“, sagt Prof. Chapman. Stattdessen schlugen die Forscher weitere Mittel für die Erforschung zellulosebasierter Biokunststoffe vor, die aus Holzzellstoff gewonnen werden können.

Ein weiterer Faktor, der dazu beitragen könnte, die Kostenlücke zwischen Biokunststoffen und Neukunststoffen zu schließen, ist die Zahlungsbereitschaft der Verbraucher. Frühere Untersuchungen deuten darauf hin, dass Verbraucher bereit sind, für umweltfreundliche Produkte mehr zu zahlen, was die Forscher im Detail untersuchen und in ihre Analyse einbeziehen wollen.

„Dies ist eine komplexe Situation, für die es keine allgemeingültige Lösung gibt“, schließt Yoshimoto. „Letztendlich hoffen wir, dass diese Analyse politischen Entscheidungsträgern dabei helfen kann, zu entscheiden, welche Recyclingprozesse unterstützt werden sollen, und Hersteller darüber zu informieren, welche Kunststoffe ihre Produktions- und CO2-Reduktionsziele am besten erreichen können.“

Diese Forschung berücksichtigt auch die wirtschaftliche Effizienz der Kohlenstoffreduzierung durch Kunststoffrecycling und Biokunststoffersatz und erweitert so die potenziellen politischen Ansätze, die von politischen Entscheidungsträgern verfolgt werden können.