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Interview Hanswerner Mackwitz: Erdölmonopol ablösen
- Biokunststoff aus nachwachsenden Rohstoffen

Hanswerner Mackwitz ist Leiter des alchemia-nova Instituts für innovative Pflanzenforschung in Wien. Im Interview entwickelt er seine Konzeption des „NaWaRo-Cascading“, eine kaskadenhafte Nutzung nachwachsender Rohstoffe, eine vernetzbare Vielfach-nutzung. Seine Vision ist eine regional orientierte, netzwerkartige Wirtschaft, die auf ein kluges Stoffstrom-Management von Pflanzen, Bodenleben und Nützlingen setzt. Ein Einstieg könnten Biokunststoffe sein, wie sie, technisch ausgereift, bereits vorliegen.

Kurzlebige Güter gehören in kurzlebige Verpackungen

FRAGE: Welche Produkte aus Biokunststoffen kommen derzeit bereits beim Verbraucher an?

MACKWITZ: Derzeit ist es so, dass die Verpackungen aus Biokunststoffen für Obst und Gemüse sowie für Milchprodukte bereits sehr weit ausgereift sind. Was unmittelbar mit der Tatsache zusammenhängt, dass diese kurzlebigen Güter einen gewissen Schutz benötigen. Biokunststoffe vermögen das in aller Regel besser als herkömmliche, petrochemisch hergestellte Kunststoffe. Weil sie über eine bessere Sauerstoff- und Wasserdampfdurchlässigkeit verfügen.

FRAGE: Ein Beispiel bitte!

Mackwitz: Bioäpfel, die die Firma Spar in Österreich verkauft, werden in Polymilchsäurefolie eingehüllt, weil sie dadurch einfach länger halten und nicht so schnell verschrumpeln.

FRAGE: Wie ist das mit Kunststoffschalen?

MACKWITZ: Biokunststoffe als Dünn-Folie sind nicht sehr stabil. Sie müssen entweder in eine geschäumte Stärkeschale gelegt werden oder sie bestehen, wie Fruchtschalen, aus einem etwas dickwandigeren transparenten Polymilchsäureblister. Es handelt sich dabei um ein modernes, sehr Kunden-freundliches Verpackungsdesign. Das gilt auch für Gemüse und ganz besonders für geschnittene Salate. Alle diese teil-zubereiteten frischen Nahrungsmittel sind phantastisch in Biokunststoffen zu verpacken, auch weil sie, in Polymilchsäure gehüllt, mindestens drei Tage länger frisch bleiben.

FRAGE: In welchen europäischen Ländern ist das bereits gängig?

MACKWITZ: In Großbritannien, in den Niederlanden, in Italien, Österreich, Dänemark...

FRAGE: ...und Deutschland?

MACKWITZ: In Deutschland gibt es das ansatzweise. Die Großhandelsketten sind in dieser Hinsicht die wichtigsten Mitspieler. Sie sollten verstehen lernen, dass hier eine neue Gruppe von Verpackungen Platz greift, die die Konsumenten sehr schätzen. Das ist inzwischen mehrfach statistisch abgesichert.

FRAGE: Sind Biokunststoffe teurer als herkömmliche?

MACKWITZ: Natürlich sind sie das, das muss auch so sein. Die Materialien bringen ja einen höheren Nutzen. Das Erdöl-Plastik ist vom Design her nicht sehr intelligent gemacht. Wenn ich Kunststoffe herstelle, die eine Halbwertszeit von 450 Jahren haben, aber zugleich nur wenige Wochen oder gar Tage genutzt werden – das passt einfach nicht zusammen.

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Biokunststoff vs. Öl-basierter Kunststoff

Die Chemiker haben beim Erdöl-Plastik in der Materialstruktur der Verpackung einfach ein wenig zu hoch gegriffen. Die Folge sind unglaubliche Rückstände von vielen Millionen Tonnen in den Weltmeeren. Im Pazifik ist jetzt das Plastik aus den 50er Jahren angekommen – jetzt erst! – und hat dort zu einer verheerenden Akkumulation von kleinen und kleinsten Fragmenten beigetragen, woran Tausende und Abertausende von Vögeln, Meerestieren, Fischen und Schildkröten elend zu Grunde gehen. In 20 bis 30 Jahren wird diese Altlast noch in wesentlich größerem Umfang dort angekommen sein. Weil es offensichtlich sehr lange dauert, bis über Wind und Wasser die Dinge dann schließlich im Ozean landen.

FRAGE: Der Ölpreis steigt – was heißt das für die Preise von Kunststoffen auf dem Markt?

MACKWITZ: Der Punkt ist, dass bei Polyethylenterephthalat, also bei der PET-Flasche, die derzeit alles dominiert und einen Siegeszug sonder gleichen hingelegt hat, dass hier die Polymilchsäure, die dem ja sehr nahe kommt, vom Materialwert derzeit etwa 20 % teurer ist als neues PET. Wenn der Ölpreis weiter ansteigt – und davon muss man wohl ausgehen –, dann wird sich dieses Verhältnis in Kürze umkehren. Das Maximum der Ölförderung ist in den meisten Ländern bereits überschritten. Beim Erdöl gilt wie nirgendwo sonst: „The party is over.“ Aber es wird halt mit allen möglichen Tricks versucht, die Kostenwahrheit, die dahinter steckt, zu verschleiern. Mitweltschäden, die bei Förderung, Transport und Verarbeitung von Erdöl zu Buche schlagen, werden bekanntlich nicht hineingerechnet. Wenn man sieht, welche Ölkatastrophe an der Küste des Libanon durch das Bombardement der Isrealis gerade wieder ausgelöst wurde, dann wird deutlich, welcher zusätzlichen Kräfte der Zerstörung vom „schwarzen Gold“ immer und immer wieder heraufbeschworen werden. Damit kein Mißverständnis entsteht: ich rede hier nicht einem Biokunststoff das Wort, der einfach so in die Weltmeere hineingeworfen wird...

FRAGE: Wie lange hielte denn eine Polymilchsäureflasche?

MACKWITZ: Das Material wird innerhalb von wenigen Wochen im Meerwasser stark angegriffen und zerfällt dann sehr schnell. Da gibt es z.B. viele Enzyme, die die Hydrolyse bewerkstelligen können. Das ist schon ein Riesenvorteil. Aber ich möchte trotzdem betonen: Für das einfache Wegwerfen sind auch die Biokunststoffe einfach zu schade.

FRAGE: Das heißt?

MACKWITZ: Eine moderne Materialwirtschaft, die wir uns als Nachhaltigkeitsexperten überlegen, lebt von einem ausgeklügelten Stoffstrommanagement.

FRAGE: Nähern wir uns dem noch einmal über das Recyceln. Bei Öl-basierten Kunststoffen kann man sich das gut vorstellen: Zuerst gibt es Plastiktüten oder Kinderspielzeug oder Gießkannen, daraus macht man dann in der nächsten Stufe Parkbänke oder Kunststoffpfosten und letztlich verbrennt man es: die so genannte thermische Verwertung. Wie kann man sich das bei Biokunststoffen vorstellen?

MACKWITZ: Biokunststoffe können einfach das, was auch die Öl-basierten Kunststoffe können – und noch ein bisschen mehr. Selbstverständlich kann man aus Biokunststoff ebenfalls Pullover herstellen, ebenso wie aus PET-Flaschen. Man kann daraus Parkbänke oder Gartenzwerge machen, was ich nicht für sehr klug halte. Darüber hinaus kann man bei Polymilchsäureverpackungen oder anderen Produkten aus Polymilchsäure ein weiteres chemisches Recycling dranhängen. Mit einfachen Methoden kann man diese Polymilchsäure wieder zurückgewinnen und neue Produkte daraus fertigen. Und zusätzlich – und das ist der Clou bei diesen Biokunststoffen – lassen sie sich professionell kompostieren.

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Die Kompostierbarkeit von Biokunststoffen

FRAGE: Indem man sie einfach wegwirft?

MACKWITZ: Nein, das würde ich so nicht empfehlen. Wir sprechen hier von einem hochprofessionellen Kompostmanagement in einer Anlage, in der die genauen Temperaturen, Verweilzeiten bei den Bakterienkulturen, Feuchtigkeitsparameter und all dies eingehalten werden. Das gilt für 90 % der derzeitig auf dem Markt befindlichen Biokunststoffe. Nur ein kleiner Bruchteil, ich schätze es sind ca. 10%,  sind auch für das Home-Composting geeignet. Das sind z.B. kleine weiche Plastiksäckchen, wo man etwa Gemüsereste hineinsteckt, die kann man dann einfach in den Biomüll geben. Was wirklich wichtig ist, wenn wir mit Biomüll arbeiten – und es gibt ja auch in Deutschland viele Gemeinden mit Biotonnen –, wer heute noch immer seinen Biomüll in einen Erdöl-Plastiksack hineinpackt und ihn dann in die Biotonne hineinwirft, der handelt nicht sehr klug. Biomüll gehört in eine Bioplastiktüte, und die zerfällt dann in der Rotte vollständig und macht keinerlei Probleme beim Heraussortieren. In den Kompostwerken ist eines der Hauptprobleme, dass diese Plastikteile immer kleiner werden, wie im Meer, und die Qualität des Kompostes beeinträchtigen. Wenn wir den Zyklus der Kreislaufwirtschaft ernst nehmen, auch das, was wieder zu Erde werden soll, wenn wir also den Kohlenstoffkreislauf schließen, dann sollten wir Biokunststoffe verwenden. Nur so bekommen wir saubere Endprodukte.

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Was heißt Bio-Cascading?

FRAGE: Wir haben jetzt drüber gesprochen, was Recycling bedeuten kann – sowohl bei herkömmlichen wie bei Biokunststoffen. Dann gibt es ein weiteres Wort: Bio-Cascading. Was steckt dahinter?

MACKWITZ: Ein Nachdenken darüber, welche Strukturen die Natur vorgebildet hat, die wir Menschen bisher gar nicht oder viel zu wenig in Anspruch nahmen. Die Stoffbildungsprozesse sind äußerst komplex, wie wir wissen. In der Natur werden ja nicht nur Stärke oder Öle oder Farb- und Duftstoffe entwickelt, es werden eben auch Gerüstsubstanzen gebildet wie etwa Zellulose oder schöne durchwachsene Strukturen mit Fasern, Bündeln, Stängelmark etc. Hier sind die nachhaltig geschulten Naturstoffchemiker nun stutzig geworden: Hoppla, da haben wir bisher einiges übersehen. Nämlich bei diesen hochgradig vernetzten und sehr klug aufgebauten Naturstoff-Matritzes, denen ja bionische, das heißt „biologisch-technische“ Stoffbildungsprinzipien zu Grunde liegen.

FRAGE: Hier können wir vielleicht auf die Arbeiten Ihres Instituts mit Kernen von Pflaumen, Kirschen oder Marillen verweisen, wie sie ja in Österreich sehr häufig vorkommen.

MACKWITZ: Das Bio-Cascading-Prinzip kann man an den Reststoffen, die heute in großem Maße bei der Lebensmittelverarbeitung, aber auch bei der Obst- oder Marmeladeherstellung anfallen, sehr schön demonstrieren. Hier gibt es vor allem Schalen, häufig Stielchen, aber vor allem Kerne. Der Kern ist ja das, was in jeder Frucht dafür sorgt, dass es einen nächsten Baum gibt. Wenn man sich diese Fortpflanzungsorgane genauer ansieht, dann kommt man auf eine unglaublich interessante Vielfalt von Stoffen.

FRAGE: Grob gesprochen: erst mal den harten und den weichen Kern.

MACKWITZ: Genauer gesagt, steckt in jeder harten Schale ein weicher Kern. Die harte Schale wird gebraucht, damit der Embryo gut beschützt ist. Und erst dann den Schlüssel-Schloss-Mechanismus bedient, wenn ein geeignetes Fleckchen Erde gefunden wurde, wo es sich wirklich lohnt, dass er austreibt.

FRAGE: Worin genau besteht dabei das Cascading?

MACKWITZ: Darin, dass wir uns angeschaut haben: Woraus besteht z.B. diese harte Schale? Das ist vor allem Lignozellulose, sie ist dem Holz ähnlich, aber sie ist doch nicht genau wie Holz, hat andere Eigenschaften. Und man kann daraus phantastische Abrasiva machen...

FRAGE: Was ist das?

MACKWITZ: Das sind Strahlmittel, die dadurch entstehen, dass man diese harte Schale mikronisiert, also auf bestimmte Korngrößen zerkleinert, und sie dann als Partikel mit Druckluft verwendet, womit man Oberflächen behandelt, z.B. Aluminium auf Hochglanz poliert oder als Dentalabrasivum einsetzt.

FRAGE: Und dann gibt es noch den weichen Kern...

MACKWITZ: ...der zunächst einmal von einem Samenhäutchen umhüllt ist. Wenn man es drauf lässt, hält sich der Kern länger. Wenn man es wegnimmt, muss man ihn bald verarbeiten. Wir pressen z.B. die Marillenkerne, also die weichen Aprikosenkerne, und erhalten daraus nach einer geheim zu haltenden physikalischen Vorbehandlung ein phantastisches Marillenkernöl, das nicht nur gut riecht, sondern noch viel besser schmeckt und hochwertige Fettsäuren enthält, auch essentielle, die für kosmetische Anwendungen genauso gut geeignet sind wie für hochwertige und aromatische Süßigkeiten, Salate, Desserts; es schmeckt aber auch sehr gut zu Fisch usw. Hier haben wir also eine neue hochwertige Nahrungsmittelkomponente, die die Vielfalt der bestehenden Öle noch erhöht.

FRAGE: Also ein bisheriger Abfallstoff, Obstkerne, den man bisher hat verrotten und verschimmeln lassen – dafür sucht man nun geeignete Nutzungsformen.

MACKWITZ: Die haben wir in dreijähriger Forschungsarbeit bereits gefunden. Sowohl für die ganzen wie für die gepressten Weichkerne. Wie man aus Mandeln Marzipan herstellt, kann man aus Zwetschkenkernen Prunipan zaubern, aus Kirschkernen Cherrypan oder aus speziellen Marillen- und Pfirsichkernen Marillopan – um das bekannte Persipan (aus entbitterten Aprikosenkernen) geschmacklich zu diversifizieren. Daneben kann man aus diesen Kernen hervorragende Öl gewinnen. Die Pressrückstände lassen sich zu Müsliriegeln und anderen Köstlichkeiten verarbeiten. Man machte sich bisher keine Vorstellung, welche großartigen Aromen in Breite und Tiefe und welch angenehmes „mouth feeling“ mit den verschieden Kernverarbeitungen innoviert werden konnten.

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Biokunststoff und Massenproduktion

FRAGE: Noch mal zurück zu herkömmlichen und zu Biokunststoffen. Biokunststoffe machen derzeit ja nur einen Bruchteil der weltweiten Produktion aus. Auch wenn die Steigerungsraten beim Biokunststoff derzeit deutlich über denen der Öl-basierten Kunststoffe liegen: Ist es überhaupt denkbar, dass man nachhaltige Rohstoffquellen nutzt, um wesentliche Teile der herkömmlichen Kunststoffe einmal zu ersetzen, sagen wir 50 % oder gar 100 %?

MACKWITZ: Mittelfristig ja. Die Bio-Reststoffe, die derzeit irgendwo verkommen, sind gigantisch. Denken wir nur an die Blätter. Viele werden von den Bäumen über Land geweht, bleiben also nicht liegen. Ebenso ist es mit vielen vergessenen Produkten des Waldes, der Weinberge, der Getreidefelder, der Sonnenblumenkulturen... Große Mengen von hoch interessanten Bio-Reststoffen entstehen auch bei der Produktion von Lebensmitteln, z.B. bei der Verarbeitung von Kartoffeln. Reis oder Kohlgemüse, bei der Mais-Ernte, beim Pressen von Olivenöl, bei der Saftgewinnung aus Zitrusfrüchen, Mangos und Ananas – um auch einige Beispiele aus den warmen Klimazonen zu nennen.

FRAGE: ...oder Getreide. Da werden ja auch nur Bruchteile der Pflanze genutzt.

MACKWITZ: ...ja, also all das, was wir Zellulose und Hemizellulolose nennen. Darunter fällt noch ein weites Spektrum unterschiedlicher Stoffe. Dabei geht es längst nicht mehr darum, eine Konkurrenzsituation mit Nahrungsmitteln aufzubauen; in Europa schon gar nicht, wir leiden hier noch immer unter einem enormen Überschuss an Getreide, Milch und vielen anderen agrarischen Produkten. Das ist schon mal das erste große Vorurteil, das man ausräumen kann. Deswegen ist es sinnvoll, auf den Stilllegungsflächen Nutzpflanzen für gewerbliche und industrielle Wertschöpfungen für moderne Bioraffinerien anzubauen, aber eben nicht nach den knallharten Methoden der ausgeräumten Monokultur, oder gentechnisch optimiert auf  Maximalertrag, sondern nach den Grundsätzen des integrierten oder Ökolandbaus, wie das eine volkswirtschaftlich vernünftige Agrarpolitik heute längst schon realisieren müsste.

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Kunststoffproduktion vs. Nahrungsmittelproduktion

FRAGE: Wir sprechen hier von Kunststoffen, aber es gibt derzeit ja auch eine sehr virulente Diskussion um biologisch gewonnene Kraftstoffe – die eben sehr wohl mit der Nahrungsmittelproduktion in Konkurrenz stehen können.

MACKWITZ: Es ist hier sehr Vieles im Fluss. Aber es ist auf keinen Fall richtig, die neue Kohlenstoffkreislaufstrategie, die von Nachhaltigkeitsexperten stammt, die ja auch die Wirtschaftlichkeit im Blick haben, deswegen außen vor zu lassen, weil in der Dritten Welt von multinationalen Konzernen mit nachwachsenden Rohstoffen Schindluder getrieben wird. Natürlich soll man das kritisieren, wenn riesige Palmöl-, Ananas- oder Jojobaplantagen entstehen, wo früher im Regenwald eine ungeheure Biodiversität geherrscht hat. Das ist doch bitte nicht unser Vorbild! Unser Vorbild ist eine gewachsene Polykultur, wo ein kluges Stoffstrom-Management von Pflanzen, Bodenleben und Nützlingen betrieben wird und wo von der Matrix der Kultur-Pflanze viel mehr als bisher genutzt wird. Weshalb verwerten wir z.B. von der Sonnenblume nicht mal 1 %, nämlich ausschließlich die Kerne? Und die ganzen anderen Inhaltsstoffe aus dem Stängel, den Blättern, das Pektin aus dem Kopf, die Zungenblüten, Röhrenblüten....

FRAGE: Was könnte man daraus machen?

MACKWITZ: Wir haben ein Projekt in Arbeit, bei dem wir aus dem Stängel höchst interessante kosmetische Nutzanwendungen herausarbeiten und im Stängelmark, wo die Statik und Flexibilität der Pflanze sitzen, befindet sich ein anspruchsvolles Baumaterial, ähnlich dem Styropor. Den Stängelsaft der Sonnenblume screenen wir derzeit im Hinblick auf naturkosmetische Applikationen – und das ist noch lange nicht das Ende der Fahnenstange... In den vor uns liegenden Jahren geht es darum, das Erdöl-Monopol in ganz vielen Bereichen unserer Alltags- und Stoffkultur durch die Power der Photosynthese abzulösen oder aufzufächern. Und zwar mithilfe einer klugen Systemvielfalt, in der die Stoffkreisläufe der kultivierbaren Biosphäre ganz neu definiert werden und zwar so, dass sie nachhaltig funktionieren. Das geht natürlich nur unter Beachtung der gewachsenen Regionalität.

FRAGE: Ich will noch mal das Beispiel von degradierten Flächen einbringen, wo man einjährige Pflanzen züchten könnte, die dann z.B. für die Papierfaserproduktion genutzt würden.

MACKWITZ: Das ist aber alles sehr kurzfristig. Wenn ich an Energieholz denke, dann fallen mir die Pappeln ein, die innerhalb eines Jahres einen Meter wachsen. Aber: Die Pappeln nur als Energierohstoff zu verheizen, wäre nicht sehr effizient – bei dem, was diese Pflanze kann. Die Balsampappel z.B., das haben wir vor einiger Zeit wissenschaftlich untersucht: Sie verfügt über ein wunderbares Knospenharz, aus dem man wertvolle kosmetische, auch heilkosmetische Produkte gewinnen kann, sogar Duftstoffe, Bioinhibitoren, Konservierungsfunktionen und Komponenten für den umwelt- und menschenfreundlichen Sonnenschutz. Beim nachhaltigen Bio-Cascading geht es immer um eine vernetzbare Vielfachnutzung. Wir sollten das immer so halten, dass wir die reichlich vorhandene Biomasse zunächst intelligent stofflich nutzen; erst danach sollten wir an eine kluge thermische Verwertung, besser noch zunächst an eine anaerobe Fermentierung zu Biogas denken.

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Die Vision

FRAGE: Dies alles geschieht ja bereits. Aber punktuell. Deshalb sprechen wir an dieser Stelle zugleich von einer Vision. Nämlich von einer Wirtschaftsform, die netzwerkartig organisiert ist, wo es eine kaskadenhafte Nutzung der Stoffe gibt. Also im Grunde ein ganz anderes Bild als das heutige.

MACKWITZ: Ja, weil hier mit kluger Biotechnologie ohne Gentechnik und mit Green Chemistry gearbeitet wird. Das Erdölzeitalter nähert sich seinem Ende mit Riesenschritten, „Peak Oil“, die Überschreitung des Fördermaximum ist in den meisten Ländern bereits Realität. Anstatt diese Tatsache zu leugnen und sich aus der Verantwortung davonzustehlen, wollen wir mit den Pflanzen der Welt eine neue Symbiose eingehen. Mit den Ergebnissen der Photosynthese verfügen Naturstoffchemiker über innovative und nachhaltige Ressourcen für eine Zukunft, für die es sich lohnt weiter zu forschen und mit gutem Gewissen den Beruf des Chemikers und des Biotechnologen auszuüben. Voraussetzung dabei ist,  dass dabei Verarbeitungsstrategien zum Zuge kommen, die etwa mit den Grundsätzen der Fabrik der Zukunft kompatibel sind. Unser Innovationsziel bedeutet hier konkret mit den Rohstoffen von morgen auch die Produkte von morgen auf nachhaltige Weise herzustellen. Im Grundsatz bedeutet das, dass der Kohlenstoffkreislauf möglichst konsequent geschlossen bleibt. Und dass möglichst keine neuen Quellen für anthropogene Treibhausgas-Freisetzungen freigelegt werden. Es wird höchste Zeit, dass die Chemie den notwendigen Trendwechsel hin zu dieser neuen Stoffkultur vollzieht. Darum ist es so wichtig, dass beim Biokunststoff, wo auch das Klima geschont wird und wir uns trotzdem moderne Verpackungen leisten können und wo Vieles auch technisch bereits machbar ist, dass es da mehr neue Modellprojekt gibt. Wir brauchen dringend positive Beispiele für nachhaltige Systemlösungen, damit können alle Beteiligten nur gewinnen.

FRAGE: Diese große Trendwende – in welchen Zeiträumen denken Sie da? 10 Jahre, 20 Jahre?

MACKWITZ: Dass relevante Mengen Bioplastik in Umlauf kommen, dürfte in 15 bis 20 Jahren der Fall sein. Wir wissen ja, dass wir mit Peak Oil die Grenze schon überschritten haben. Je massiver die Auseinandersetzungen um die letzten Reste des „schwarzen Goldes“ werden, desto schneller geht es. Ich erinnere auch an die unsägliche Technik der Nutzung von Teersanden, wo so viel mehr hineingesteckt als herausgeholt werden kann. Ich denke, wenn das mal publik wird, dann wird der Zeitraum des Umstiegs auf wenige Jahre zusammenschrumpfen.

Originaltöne

Kritik am Erdöl-Plastik

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Was Biokunststoffe können

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Erst stoffliche, dann energetische Nutzung

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Domäne des Erdöls ablösen

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