Nachhaltige Lebensmittelverpackungen: Wie gut schneiden kunststofffreie Verpackungen ab?

Kunststoffverpackungen werden zunehmend durch faserbasierte Verpackungen aus nachwachsenden Rohstoffen ersetzt. Die Verfügbarkeit fossiler Rohstoffe und die damit einhergehende Umweltverschmutzung, Mikroplastik in Gewässern sowie die vermuteten gesundheitlichen Risiken von Kunststoff sind aktuelle Themen in der Gesellschaft. Verbraucher:innen fordern nachhaltige, recyclingfähige und plastikfreie Verpackungen. Doch belasten Alternativen zu herkömmlichen Kunststoffen die Umwelt wirklich weniger stark?

Profilbild Lea Schneider, Umweltingenieurin mit mit Vertiefung Umweltsysteme und Nachhaltige Entwicklung,
ZHAW Institut für Umwelt und Natürliche Ressourcen (IUNR)
Studienbeginn 2019

Lea Schneider
Umweltingenieurin mit mit Vertiefung Umweltsysteme und Nachhaltige Entwicklung,
ZHAW Institut für Umwelt und Natürliche Ressourcen (IUNR)
Studienbeginn 2019

Ökobilanz und Recyclingfähigkeit

Um diese Fragen zu beantworten, habe ich im Rahmen meiner Bachelorarbeit zwei Vergleiche mit je drei Materialvarianten durchgeführt (vgl. Abbildung unten). Ich habe pro Vergleich untersucht, welche dieser Lebensmittelverpackungen die höchste Recyclingfähigkeit aufweist, und mittels Ökobilanzierung, welche Verpackung die geringste Umweltbelastung verursacht. Die Recyclingfähigkeit habe ich für die Schweiz zum heutigen Zeitpunkt sowie für die Zukunft bewertet. Des Weiteren habe ich eruiert, wie sich das Gesamtergebnis verändert, wenn die Schutzfunktionen der Verpackungen und damit die Verminderung von Food Waste berücksichtigt wird.

Vergleich der Gesamtumweltbelastung der untersuchten Lebensmittelverpackungen in Umweltbelastungspunkten (UBP) für 2023 und ein Zukunftsszenario. Die Werte für 2023 sind grau, jene des Zukunftsszenarios gelb dargestellt.
Gesamtumweltbelastung in Umweltbelastungspunkten (UBP) der untersuchten Lebensmittelverpackungen für das Jahr 2023 (grau) und das Zukunftsszenario (gelb).

Vergleich von Kombi- und Kunststoffverpackungen

Den grössten Einfluss auf die Umweltauswirkungen hat die Materialwahl, ersichtlich am Anteil «Rohstoffe und Halbfabrikate», (vgl. Grafik). Zu den Materialien muss erwähnt werden, dass die Druckfarben inklusive Lacke in den Resultaten nicht berücksichtigt sind, da Menge und Art je nach Kundenwunsch variieren. Die Menge hat nicht nur einen relevanten Einfluss auf die Umweltauswirkungen, sondern auch auf die Recyclingfähigkeit und sollte daher minimiert werden.
Die Frage, ob faserbasierte Verpackungen die Umwelt weniger belasten als Verpackungen aus fossilen Rohstoffen, hängt vom spezifischen Material ab. Einerseits kann das Substituieren von fossilem Kunststoff durch Karton zu höheren Umweltauswirkungen führen (PET vs. PET mit Karton, vgl. Grafik). Der Grund dafür ist, dass zur Gewährleistung der Verpackungsfunktionen verhältnismässig viel Karton verwendet werden muss, um mit Kunststoff mithalten zu können. Andererseits kann die Substitution von fossilen Kunststoffen durch faserbasierte Materialien wie Bambusfaser und Zuckerrohrbagasse (Faser-Überreste) aus ökologischer Sicht sinnvoll sein (PET vs. Bambus / Zuckerrohr, vgl. Grafik). Dies deshalb, weil die nachwachsenden Rohstoffe Zuckerrohr- und Bambus-Bagasse Nebenprodukte der Zucker- und Ethanolproduktion sind, bei deren Nutzung der Hauptteil der Umweltauswirkungen den Hauptprodukten angerechnet wird.

Vergleich der untersuchten Lebensmittelverpackungen: Standbodenbeutel aus Polypropylen (PP), aus PET und PE sowie als Faserverbund aus Papier, PET und PE; Siegelschalen aus PET sowie aus PET mit Kartonbanderole aus Bambus- und Zuckerrohrfasern.

Vergleich 1: Standbodenbeutel

  1. Kunststoffmonoverpackung aus Polypropylen (PP)
  2. Kunststoffverbundverpackung aus Polyethylenterephthalat (PET) und Polyethylen (PE)
  3. Faserverbundverpackung aus Papier, Polyethylenterephthalat (PET) und Polyethylen (PE)
Vergleich der untersuchten Lebensmittelverpackungen: Standbodenbeutel aus Polypropylen (PP), aus PET und PE sowie als Faserverbund aus Papier, PET und PE; Siegelschalen aus PET sowie aus PET mit Kartonbanderole aus Bambus- und Zuckerrohrfasern.

Vergleich 2: Siegelschalen

  1. Kunststoffmonoverpackung aus Polyethylenterephthalat (PET)
  2. Kunststoffmono-Kombinationsverpackung aus Polyethylenterephthalat (PET) mit Kartonbanderole-Faserverpackung aus Bambus und Zuckerrohr

Beispielbilder und Materialangaben für die Lebensmittelverpackungen, welche pro Vergleich untersucht wurden.

Reale Recyclingfähigkeit heute: 0 %

Die technische Recyclingfähigkeit eines Standbodenbeutels aus Polypropylen (PP) erreichte im Rahmen meiner Untersuchung einen Wert von 60 % und diejenige der Siegelschale aus Polyethylenterephthalat (PET) ohne /mit Kartonbanderole 96 %. Damit eine Verpackung in der Realität recyclingfähig ist, muss zusätzlich z. B. ein Sammelsystem vorhanden sein. Heute sind in der Schweiz keine nationalen Sammel- und Verwertungsstrukturen für materialübergreife de Lebensmittelverpackungen vorhanden. Deshalb beläuft sich die reale Recyclingfähigkeit aller untersuchten Verpackungen im Jahr 2023 auf 0 %. Im angenommen Zukunftsszenario sind die Kriterien für die reale Recyclingfähigkeit gegeben. Die Gesamtumweltbelastung kann durch Recycling der Verpackungen am Lebensende deutlich verringert werden (grauer vs. gelber Bereich, vgl. Grafik oben).

Vermeidung von Food Waste ist entscheidend

Die Gewährleistung der Schutzfunktionen einer Lebensmittelverpackung muss sichergestellt sein. In den untersuchten Standbodenbeuteln kann 600 g Käse-Fondue verpackt werden. Das Verschwenden von 0.7 g Käsefondue würde bereits höhere Umweltauswirkungen verursachen als durch eine Materialoptimierung bei der Verpackung eingespart werden könnte. Die Vermeidung von Lebensmittelabfällen durch die Gewährleistung der Schutzfunktionen (z. B. Gas- und Wasserbarriere) und eine einwandfreie Restentleerbarkeit stellen somit die wesentlichsten Aspekte bei der Gestaltung von Lebensmittelverpackungen dar.

Fazit

Durch die Substitution fossiler Kunststoffe durch faserbasierte Stoffe in Lebensmittelverpackungen lassen sich die Umweltauswirkungen nicht generell verringern. Zur ökologischen Bewertung einer Verpackung und zur Unterstützung bei der Materialwahl empfiehlt sich nebst einer Ökobilanz und der Bewertung der Recyclingfähigkeit eine Überprüfung der Schutzfunktionen der Verpackung. Unter Berücksichtigung der genannten Aspekte muss die Vermeidung von Food Waste beim Verpackungsdesign oberste Priorität haben.

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Bachelor Umweltingenieurwesen an der ZHAW

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