Kunststoffe sind in unserer modernen Gesellschaft allgegenwärtig. Obwohl sie enorme Fortschritte ermöglicht haben, stehen sie heute vor der Herausforderung der von ihnen verursachten Umweltverschmutzung.
Die seit den 1950er Jahren allgegenwärtigen synthetischen Materialien, die auf einer chemischen Verarbeitung von Erdöl basieren, verzeichnen von Jahr zu Jahr eine geradezu schwindelerregende Produktionssteigerung. Von 200 Millionen Tonnen im Jahr 2000 hat sich diese Zahl mehr als verdoppelt und wird bis 2024 auf über 400 Millionen Tonnen ansteigen.
Doch am anderen Ende der Kette herrscht Chaos. Insgesamt werden weniger als 10% der Kunststoffe durch Recycling zu neuem Leben erweckt. 19% werden verbrannt, wobei nur ein Bruchteil davon eine Wärmenutzung (für Fernwärme oder Stromerzeugung) und eine Rauchgasfilterung erfährt. In den meisten Fällen werden diese Kunststoffe zu riesigen Müllbergen in Entwicklungsländern verarbeitet oder verschwinden auf dem Meeresgrund, wenn sie sich nicht zu schwimmenden Inseln von der Grösse Frankreichs in der Mitte des Pazifiks zusammenschliessen.
Dies ist umso bitterer, als der mechanische Abbau dieser Materialien zu einer Verschmutzung führt, der kein Punkt der Erde mehr entgeht. Mikroplastik ist überall: in der Luft, im Boden, im ewigen Schnee. Sie finden sich in den Früchten und Gemüsen, die wir essen, und gefährden viele Meeresorganismen.
Der Ursprung der modernen Gesellschaft
Harm-Anton Klok, Leiter des Polymerlabors an der ETH Lausanne, sagt: "Kunststoffe haben die Entwicklung der Menschheit erst ermöglicht. Gewohnt provokativ begrüsst er seine neuen Studentinnen und Studenten mit einer Präsentation, die sich an den zahlreichen Vorteilen von Polymeren orientiert. "Kunststoffe haben die Welt revolutioniert", fährt der Professor fort, "und sie haben es auch ermöglicht, die Abhängigkeit von anderen Ressourcen - Holz, Metalle, Textilfasern pflanzlichen Ursprungs - zu verringern, die man heute nicht in ausreichendem Masse produzieren oder gewinnen könnte, um den Bedarf der Weltbevölkerung zu decken." Er fügte hinzu, dass die aktuelle Forschung neue Anwendungen für viele Arten von Kunststoffen in Aussicht stellt. "Unser Labor arbeitet zum Beispiel an synthetischen Nanoverbindungen, die Medikamente direkt in das Herz der Zelle transportieren können, wo sie wirken sollen, oder die das Wachstum bestimmter Pflanzen verstärken und anregen", versichert er.
Darüber hinaus werden die meisten Harze, aus denen unsere Kunststoffe bestehen, aus einem Nebenprodukt der Erdölraffination hergestellt", betont Véronique Michaud, Leiterin des Labors für die Umsetzung von Hochleistungsverbundstoffen an der EPFL. Es handelt sich also in gewissem Masse auch um die Verwertung eines Industrieabfalls." Das erklärt, warum die industrielle Produktion von Kunststoffen logischerweise mit der Explosion der Ölförderkapazitäten Schritt gehalten hat.
Wer würde schon gerne wieder auf Sohlen aus Holz oder Seilen zurückgreifen?
Véronique Michaud, Leiterin des Laboratoriums für die Umsetzung von Hochleistungsverbundstoffen
Ein zu lineares Wirtschaftsschema
Ist Kunststoff also immer noch "fantastisch" - Der Refrain von Elmer Food Beat ist immer noch in allen Köpfen? Man erinnert sich jedoch kaum noch daran, dass die französische Gruppe um 1990 auf diese Weise die Vorzüge von Kondomen im Kampf gegen Aids anpries. Für 2019 haben die Bretonen ein Update produziert: "Plastik ist dramatisch". Damit sollte auf die Verschmutzung der Meere aufmerksam gemacht und Geld für Projekte zur Säuberung der Ozeane gesammelt werden.
Denn all die Vorteile, die die Verwendung von Kunststoffen mit sich bringt - und die sind beträchtlich -, können nicht über die aktuelle Umweltkatastrophe hinwegtäuschen. das Problem ist, dass die Plastikwirtschaft heute ein lineares System ist", sagt Harm-Anton Klok, "Produktion, Gebrauch, Entsorgung. Wir müssen zu einem Kreislaufmodell übergehen, bei dem die Wiederverwendung und das Recycling die Zufuhr von neuem Rohmaterial übersteigen müssen. Dies ist jedoch äusserst kompliziert, da es neben den technologischen Herausforderungen auch unser Verhalten und unsere Gewohnheiten betrifft. Denken Sie nur daran, wie viele Einwegartikel Sie jeden Tag benutzen!
Trotz zaghafter staatlicher Regulierungen hier und da sind die Fortschritte gering. Ein Verbot von Plastikstrohhalmen kann zwar das Bewusstsein schärfen, aber die tatsächliche Wirkung solcher Massnahmen ist kaum messbar. "Es handelt sich um ein Problem, bei dem unzählige Faktoren eine Rolle spielen - technologische,Ökologische und menschliche", so Harm-Anton Klok. Und manche Gewohnheiten, die seit über einem Jahrhundert bestehen (das 1907 erfundene Bakelit ist der erste Kunststoff synthetischen Ursprungs), lassen sich nicht ändern. "Wer würde schon gerne zu Holzsohlen oder Seilen zurückkehren?
Forschung auf allen Ebenen
Auf allen Ebenen sind jedoch noch viele Fortschritte möglich, und die akademische und industrielle Forschung bietet jeden Tag neue, ermutigende Ansätze. einer der Schlüssel ist die Förderung von Materialien mit einer längeren Lebensdauer", schlägt die Professorin vor. Oder Verbundwerkstoffe zu entwickeln - was in meinem Labor gemacht wird -, die es insbesondere ermöglichen, die Menge der für die Herstellung eines Objekts erforderlichen Primärressourcen zu verringern und gleichzeitig seine Eigenschaften beizubehalten oder sogar zu verbessern. Dies ermöglicht in der Regel auch Gewichtsreduzierungen, die bei Autos oder Flugzeugen besonders nützlich sind, da sie dazu beitragen, den Verbrauch zu senken."
Die Wissenschaftler interessieren sich auch sehr für die Herstellung von "biobasierten" Kunststoffen - also solchen, die nicht auf Erdöl basieren. Ein sehr interessanter Weg, aber "der manchmal mehr chemische Umwandlungen mit sich bringt", warnt Véronique Michaud. "Harm-Anton Klok fügt hinzu: "Unter Berücksichtigung ihres gesamten Lebenszyklus können einige dieser Materialien zwar die Verwendung von Erdöl vermeiden, aber ihre CO2-Bilanz kann sich im Vergleich zu herkömmlichen Kunststoffen als ungünstig erweisen. Dies hat zum Beispiel das Unternehmen Lego festgestellt, das für seine Bausteine eine Alternative aus recyceltem PET finden wollte, diese aber - trotz hoher Investitionen - 2023 nach einer umfassenden Analyse wieder aufgab.
Andere Arbeiten hoffen, die Toxizität der Rückstände am Ende des Lebenszyklus zu begrenzen, die Rückgewinnungs- und Recyclingkapazitäten für Kunststoffabfälle zu verbessern oder sie sogar radikal umzuwandeln, damit sie wieder zu nützlichen Rohstoffen werden. "Die Herausforderungen sind so zahlreich, dass wir uns auf die effektivsten und sinnvollsten Ansätze konzentrieren müssen", betont Véronique Michaud. "Wenn wir jedoch wirklich grosse Auswirkungen erwarten, müssen wir globale Anstrengungen unternehmen und die Regierungen müssen sich stark engagieren", ergänzt Harm-Anton Klok. Das Problem ist immer dasselbe: Kein Staat möchte den ersten Schritt alleine machen, da dies seine Wettbewerbsfähigkeit beeinträchtigen würde.
Das Problem besteht darin, dass die Kunststoffwirtschaft heute eine lineare Form hat.
Harm-Anton Klok, Leiter des Polymer-Labors
Internationales Bewusstsein
Viele Akteure und Akteurinnen engagieren sich daher in Nichtregierungsorganisationen, die darauf abzielen, Entscheidungsträger und -trägerinnen auf internationaler Ebene zu beeinflussen, wie zum Beispiel die Koalition von 450 Wissenschaftlern und Wissenschaftlerinnen, die die Verhandlungsführer des "Gipfels zur Plastikverschmutzung" im August in Genf unterstützten und berieten. Entgegen dem Anschein endete dieser Gipfel nicht mit einem Misserfolg, sondern mit dem ermutigenden Hinweis, dass das Thema bei vielen Regierungen auf dem Tisch liegt und diese ehrgeizige Ziele verfolgen.
Véronique Michaud sagt: "In den 1950er Jahren hat man die Umweltverschmutzung, die diese Kunststoffe verursachen würden, nicht vorhergesehen", denn sie versprachen - und lieferten - den Benutzern und Benutzerinnen Wunder. Die Erkenntnis kommt zwar viel zu spät, aber sie ist auf dem Weg. Dieses Dossier untersucht einige der Möglichkeiten, den Schaden zu begrenzen - vorausgesetzt, der Wille und die politischen Kräfte sind vorhanden.
ReferenzenDieser Artikel erschien in der Dezemberausgabe 2025 des Magazins Dimensions , das mit ausführlichen Dossiers, Interviews, Porträts und Nachrichten die Exzellenz der EPFL hervorhebt. Das Magazin wird auf dem Campus der EPFL kostenlos verteilt.
