BMEL-Förderaufruf: Biobasierte Kunststoffverpackungen für Lebensmittel

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Bioplastiktüten (Foto: Hans / Pixabay)

Das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) hat einen neuen Förderaufruf mit dem Ziel veröffentlicht, neue biobasierte Kunststoffverpackungen für Lebensmittel zu entwickeln.

Noch decken biobasierte Materialien weniger als ein Prozent des Marktes für Lebensmittelverpackungen aus Kunststoffen ab. Förderfähige Themen sind ein recyclinggerechtes Design und migrationsarme Additive für die biogenen Verpackungen sowie die Erforschung der Diffusionseigenschaften von relevanten organischen Substanzen aus den Materialien. Projektvorschläge können für Konzeptentwicklungen bis zum 31. Januar 2019 und für industrielle Verbundforschungsprojekte bis zum 31. März 2019 eingereicht werden. Projektskizzen nimmt die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR) als Projektträger des BMEL entgegen. Grundlage ist das Förderprogramm „Nachwachsende Rohstoffe“.

Der Aufruf basiert auf den Ergebnissen einer Studie, die das BMEL 2016 zum Thema beauftragt hatte. Das Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg (ifeu-Institut) analysierte mit zwei Partnern den Markt und die technischen Eigenschaften biobasierter Lebensmittelverpackungen. Der Förderaufruf setzt einen Teil der Handlungsempfehlungen der Studie um. Die Studie steht auf fnr.de unter dem Förderkennzeichen 22028215 zum Download bereit.

Vor- und Nachteile je nach Anwendung – Ausgleich durch Blends und Additivierung

Viele biobasierte Kunststoffe haben andere Barriere-Eigenschaften als fossile Kunststoffe. Dadurch könnten sie prädestiniert für die Herstellung von Verpackungen sein, die im direkten Kontakt mit Lebensmitteln stehen. Um dieses Potenzial näher zu untersuchen, beauftragte das BMEL 2016 das ifeu-Institut, das Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung (IVV) und das Consultingbüro narocon mit einer Studie zum Thema. Ergänzend sollten die Wissenschaftler Fragen zur aktuellen und künftigen Marktsituation, den Umweltwirkungen und den rechtlichen Rahmenbedingungen beantworten. Nun liegen die Ergebnisse vor.

Demnach haben viele etablierte und neuartige biobasierte Kunststoffe vergleichbare oder sogar geringere Sauerstoffdurchlässigkeiten, aber höhere Wasserdampfdurchlässigkeiten als die fossilen Pendants. Letzteres kann je nach Anwendung ein Vor- oder Nachteil sein und durch Blends und Additivierung ausgeglichen werden. Eine Ausnahme stellt das Biopolymer PEF dar, das sich gut für den Ersatz von PET in Getränkeflaschen eignet: PEF ist barrierestärker gegenüber Sauerstoff, Kohlendioxid und Wasserdampf und mechanisch stabiler als PET. Bei der Stabilität punkten auch andere biobasierte Kunststoffe wie Blends mit PLA und PHA, die damit Chancen zur Materialeinsparung bieten. Dadurch könnten sich auch die höheren Preise der biogenen Produkte relativieren.

Viel diskutiert wird die Migration von Mineralölrückständen aus Altpapier-Kartonverpackungen in Lebensmittel. Innenbeutel aus fossilen Kunststofffolien wie PP oder HDPE können diese Migration nur wenige Stunden oder Tage aufhalten. Die Autoren der Studie sehen hier Potenziale bei Folien aus Celluloseestern wie CA oder Beschichtungen aus stärkebasierten Polyestern. Diese Biopolymere stellen sehr gute Mineralölbarrieren dar. Um sich als Verpackungen für trockene Produkte zu eignen, benötigen aber auch sie noch Verbesserungen bei der Wasserdampfdurchlässigkeit.

Das Hintergrundwissen für die im Förderaufruf adressierten Themenbereiche wird auf dem
Wissensforum „Biobasierte Kunststoff-Verpackungen“ am 25. September 2018 in Nürnberg vermittelt. Anmeldungen für die Veranstaltungen sind möglich unter: Link.

Hintergrund

Man kann zwischen bereits etablierten, zum Teil schon seit vielen Jahrzehnten bekannten biobasierten Kunststoffen (z. B. Cellophan, CA) und neuartigen, zum Teil noch nicht markteingeführten biobasierten Materialien (z. B. PLA, PHA, PEF oder TPS-Blends) unterscheiden. Eine dritte Gruppe bilden die sogenannten DropIn-Kunststoffe, die biobasiert, aber chemisch identisch mit fossilen Kunststoffen (Bio-PET, Bio-PE etc.) sind. Sie können die gleichen Anwendungen wie fossile Kunststoffe abdecken.

2015 wurden in Deutschland 1,3 Millionen Tonnen Kunststoffe für Lebensmittelverpackungen verwendet. Es dominierten die fossilen, recycelbaren Kunststoffe PET, PE und PP. 2016 wurden zwischen 5.000 und 10.000 Tonnen biobasierte Lebensmittelverpackungen eingesetzt, die damit weniger als ein Prozent des gesamten Lebensmittelverpackungs-Marktes abdeckten. Es dominierten PLA und die DropIn-Kunststoffe Bio-PET und Bio-PE. Die Marktpreise für neuartige biobasierte Kunststoffe lagen 2016 über denen konventioneller Materialien. Der Preisaufschlag bewegte sich zwischen zehn Prozent und dem gut Dreifachen des Preises für das konventionelle Pendant. Die bei einigen Biokunststoffen möglichen Materialeinsparungen relativieren diesen Preisunterschied, der sich zudem mit steigenden Rohölpreisen schnell verändern kann.

Quelle: Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.