Mittels Kombination von Recycling, Biomasseverarbeitung und Kohlendioxidabscheidung könnten bald Kunststoffe nahezu ohne Treibhausgasemissionen hergestellt werden. Das berichten Forscher des Instituts für Technische Thermodynamik an der Universität Aachen im Fachblatt "Science".

Zwischen 1950 und 2015 ist die Kunststoffproduktion von zwei auf 380 Millionen Tonnen angestiegen. Im Laufe der Jahrzehnte hat dies zu einer immer stärkeren Verschmutzung der natürlichen Umwelt geführt - vom Plastikabfall im Wald bis hin zum Mikroplastik im Wasser. Die Überreste des Kunststoffes gefährden Tier und Mensch. Dennoch ist er im Alltag in gar nicht so wenigen Bereichen unersetzlich. Der Bedarf reicht von Fahrzeugen bis hin zu medizinischen Geräten. Experten erwarten, dass bis zum Jahr 2050 mehr als 1.100 Tonnen Kunststoff produziert wird. Das wird rund 15 Prozent der jährlichen Treibhausgasemission beanspruchen.

Neue Strategien

Die Herstellung von Kunststoffen macht derzeit sechs Prozent des weltweiten Ölverbrauchs aus und wird in den nächsten 30 Jahren voraussichtlich auf fast 20 Prozent ansteigen. Um die globalen Klimaziele zu erreichen, ist es daher von entscheidender Bedeutung, dass in der Kunststoffwirtschaft keine Treibhausgasemissionen mehr anfallen.

Zu den von den Forschern vorgeschlagenen Strategien zur Verringerung dieser Emissionen im Lebenszyklus des Materials gehören die Dekarbonisierung der Kunststofflieferkette und die Einführung von Kreislauftechnologien, die fossile Rohstoffe wiederverwenden. Dabei handelt es sich etwa um chemisches und mechanisches Recycling, die Biomassenutzung und die Kohlenstoffabscheidung beziehungsweise -speicherung. Dabei wird das CO2 im Kraftwerk technisch abgespalten und in unterirdische Lagerstätten geleitet.

Während sich viele Forschungsarbeiten auf die Suche nach nachhaltigeren Bausteinen für die nächste Generation von Kunststoffen konzentrieren, wird die Verringerung der Lebenszyklus-Treibhausgasemissionen von heutigen Kunststoffen oft als energieintensiv und teuer angesehen. Das von den Forschern präsentierte Modell hingegen ergibt sowohl einen geringeren Energiebedarf als auch niedrigere Betriebskosten im Vergleich zu derzeitigen Produktionstechnologien in Verbindung mit Kohlenstoffabscheidung und -speicherung, wie die Wissenschafter in der Studie schreiben.

"Unsere Ergebnisse zeigen, dass der Recyclingpfad durch mechanisches und chemisches Recycling die Treibhausgasemissionen um 64 Prozent senken könnte", erklärt Raoul Meys von der Universität Aachen.

Politische Maßnahmen nötig

Um das Potenzial voll ausschöpfen zu können, seien politische Maßnahmen nötig. Einerseits sollten die Kunststoff-Recyclingraten erhöht und mehr Abfallbehälter zur Verfügung gestellt werden, fordern die Forscher in ihrer Publikation. Zudem sollten, je nach Verfügbarkeit erneuerbarer Energien und Biomasse in einer Region, mehr Biomassetechnologien eingesetzt werden. Auch müssen wirtschaftliche Anreize für mehr Investitionen in dem Bereich gesetzt werden.

Jedoch sollten die Verbesserungen in Bezug auf Energieerzeugung und -verbrauch sowie Treibhausgasemissionen "sorgfältig gegen Umweltauswirkungen abgewogen werden, die sich aus großflächiger Biomasse oder erneuerbarer Energie entstehen", raten die Forscher. Zu diesen Umweltauswirkungen gehören etwa die Versauerung der Böden oder auch die vermehrte Anreicherung von Nährstoffen in Gewässern, die die Wassergüte beeinflusst. Zu beachten seien auch der erhöhte Metallabbau und Wasserverbrauch durch die Zunahme von Solar- und Windkraftanlagen.