Von Dr. Ziynet Boz, Assistenzprofessorin für nachhaltige Lebensmittelsystemtechnik an der Universität von Florida, USA
Das Dilemma der Kunststoffe
Die Schließung von Kreisläufen bei der Materialverwendung ist eine Herausforderung. Es ist zwingend erforderlich, kleinere Kreisläufe zu entwickeln, um die Funktionsverluste des Materials während des gesamten Lebenszyklus zu minimieren. In vielen Fällen werden sogar ausrangierte Materialien in verschiedenen Geschäften mit geringerem Qualitätsbedarf verwendet. Potting et al. (2017) prägten einen 9R-Ansatz, der die Prioritäten in Bezug auf Kreislaufwirtschaft wie folgt einstuft (i) intelligentere Herstellung und Verwendung von Produkten (d.h. „Refuse, Rethink, Reduce“), (ii) Verlängerung des Lebenszyklus der Produkte (d.h. Wiederverwendung, Reparatur, Wiederaufbereitung), (iii) geeignete Behandlung von Materialien (d.h. Recyceln, Verwerten) (Abbildung 1).
In dieser Struktur besteht mit zunehmendem Grad der Kreislaufwirtschaft ein größerer Bedarf an Innovationen in Bezug auf kreislauforientierte Konzepte, Einnahmemodelle und sozio-institutionelle Veränderungen. Generell gilt: Je höher die Kreislauffähigkeit, desto besser die Umweltleistung. Wenn beispielsweise die Lebensdauer der Produkte verlängert wird, bleiben die Materialien länger für denselben Zweck im Einsatz, so dass weniger Ressourcen für die Gewinnung und Herstellung benötigt werden. Die Erstellung von Modellen und Entwürfen führt jedoch in der Regel zu einem erhöhten Ressourcenverbrauch mit höherem Energieverbrauch und unbeabsichtigtem Rebound-Effekt. So trägt beispielsweise der Energieverbrauch beim Recycling von Materialien in der Regel am meisten zum Treibhauspotenzial, zur Versauerung, zur Eutrophierung usw. bei, obwohl er im Vergleich zur Deponierung und Verbrennung günstig ist (Björklund & Finnveden, 2005). Darüber hinaus wurden bereits früher Rebound-Effekte wie die verstärkte Nutzung von Produkten infolge der verfügbaren Dienstleistungen erwähnt (Ottelin et al., 2020). Daher ist es wichtig, die Umweltauswirkungen und Grenzen von Kreislaufwirtschaftsmodellen in der Wertschöpfungskette der Verpackung zu untersuchen.
Abbildung 1. Circularity-Ansätze (9R) mit einer Priorität für eine bessere Umweltleistung (nach Potting et al., 2017.)
Wiederverwendbare Verpackungen
Eine Möglichkeit, eine verbesserte Kreislaufwirtschaft zu erreichen, ist die Einführung von wiederverwendbaren Verpackungen. Zu den wichtigsten Vorteilen gehören die Verringerung der Verwendung von Einwegmaterialien durch zirkuläre Optionen, die Erhaltung des Lebenszykluswertes und zusätzliche wirtschaftliche Vorteile. Nach Angaben der Ellen MacArthur Foundation kann der Ersatz von nur 20 Prozent der Kunststoffverpackungen durch wiederverwendbare Alternativen eine wirtschaftliche Chance von mehr als 10 Milliarden US-Dollar bieten (Ellen MacArthur Foundation, 2019).
Der Markt für nachhaltige Verpackungen, einschließlich wiederverwendbarer, biologisch abbaubarer und recycelbarer Verpackungen, wird bis 2024 voraussichtlich um 5,7 Prozent wachsen. Es wird erwartet, dass der globale Markt für Mehrwegverpackungen bis 2028 153,35 Milliarden US-Dollar erreichen wird (Grand View Research, 2021).
Geschäftsszenarien mit greifbaren wirtschaftlichen Vorteilen werden die Hauptantriebskraft für ökologisch sinnvolle Ergebnisse sein. Die Einstellung der Verbraucher zu nachhaltigen Verpackungslösungen hat multinationale Unternehmen wie Nestlé, Unilever, P&G und PepsiCo dazu veranlasst, ihre Bemühungen um wiederverwendbare Verpackungen im Rahmen ihrer Verpflichtungen zur Nachhaltigkeit zu verstärken.
Umweltaspekte bei wiederverwendbaren Verpackungen
Die Umweltauswirkungen werden mit den Methoden der Lebenszyklusanalyse (LCA) oder der Materialflussanalyse (MFA) bewertet, die sich in der Vergangenheit auf B2B-Lösungen konzentriert haben, was ein Hinweis auf höhere Umsetzungsraten und marktbedingte Impulse auf dieser Ebene ist. Die größten Umweltauswirkungen von Mehrwegverpackungen liegen in den eigentlichen Transportwegen (z. B. Rückwärtslogistik) aufgrund des Energieverbrauchs, in der Zusammenführung (z. B. Sortierung, Reinigung, Wartung), in den strengen Reinigungsvorschriften (z. B. Wasserverbrauch) für die Lebensmittelindustrie zur Vermeidung von Filmbildung und Kontamination durch potenzielles mikrobielles Wachstum, in den Rücklaufquoten und in den Auswirkungen auf die Produktbeschädigungsrate.
Einer der vielleicht wichtigsten Vorteile und Marktanreize ergibt sich aus der Einführung von wiederverwendbaren Verpackungen für den Transport. Eine frühere Studie zur Ökobilanz (LCI) verglich die Display-Ready-Behälter mit den wiederverwendbaren Kunststoffbehältern (RPCs) für zehn verschiedene Produkte in Bezug auf Energie, Abfall und Treibhausgasemissionen (THGs) und stellte fest, dass die RPCs 39 Prozent, 95 Prozent bzw. 29 Prozent weniger Energie, Gesamtabfall und THGs verursachen (Singh et al., 2006).
Solche Verbesserungen der Umweltverträglichkeit hängen von der Anzahl der Fahrten für ein bestimmtes RPC ab und davon, wie lange die RPCs im Umlauf bleiben. Dadurch können die Produktionsauswirkungen der Materialgewinnung und -umwandlung stattdessen auf mehrere Rücklaufquoten verteilt werden. Selbst in einem konservativen Szenario mit niedrigen Rücklauf- und hohen Verlustraten schnitten RPCs in acht von zehn Fällen besser ab als die leichtgewichtigen, recycelbaren Wellpappbehälter. Die Auswirkungen von RPCs können weiter reduziert werden, indem sie für eine längere Lebensdauer in einem geschlossenen Kreislauf mit geringem Gewicht und Recycling am Ende des Lebenszyklus konzipiert werden.
Zu den Vorteilen von wiederverwendbaren Verpackungen gehören der geringere Verbrauch von Einwegmaterial, der Erhalt des Lebenszykluswertes und wirtschaftliche Vorteile.
Innovation auf Systemebene
Eine weitere Chance ist die Bewertung von Wiederverwendungsstrategien auf Verbraucherebene, wie z. B. LCA-gesteuerte Strategien, und das Verständnis der Motivation der Verbraucher für wiederverwendbare und wiederverwendbare Strukturen, um Innovationen auf Systemebene zu schaffen. In einer anderen Studie aus Großbritannien wurden die Einstellung der Verbraucher zu wiederverwendbaren Verpackungssystemen und der AKI von Einwegverpackungen zum Mitnehmen (z. B. aus expandiertem Polystyrol (EPS), Polypropylen (PP), Bagasseschalen) sowie von Mehrweg- und Mehrwegbehältern aus Stahl und PP verglichen (Greenwood et al., 2021). Die wiederverwendbaren Optionen hatten auch geringere Auswirkungen auf die globale Erwärmung, die Landnutzung und den Wasserverbrauch als Einwegprodukte.
Dementsprechend müssen Mehrwegoptionen aus PP-basierten Mehrweg- und Nachfüllbehältern 2-4 Mal verwendet werden, während Stahldosen mit Deckel 13-33 Mal wiederverwendet werden müssen, um das Treibhauspotenzial von Einwegbehältern auszugleichen. In Übereinstimmung mit der bisherigen Literatur hatte der EPS-Behälter aufgrund seines geringen Gewichts die geringsten Auswirkungen auf die Einwegmaterialien. Die Auswirkung des Materialgewichts auf die Umweltauswirkungsparameter ist laut der Sensitivitätsanalyse der wichtigste Einflussfaktor für Mehrweg- und Mehrwegbehälter.
Perspektive der Verbraucher
Die gleichbleibend hohe Qualität der Verpackung über mehrere Nutzungszyklen hinweg ist aus Verbrauchersicht ein wichtiger Parameter, da Mehrfachnutzungen bzw. Rückgabezyklen für alle Umweltwirkungskategorien notwendig sind.
Verbraucher haben eine geringere Bereitschaft zur Wiederverwendung von Verpackungen (13 Prozent) gezeigt, wenn ihnen die Optionen Recycling (53 Prozent) und Entsorgung (34 Prozent) angeboten wurden, wenn Glasverpackungen für Milch und Kaffee oder Kekse in einer Metalldose die primären wiederverwendbaren Optionen waren (Greenwood et al., 2021). Es ist jedoch eine Herausforderung, Verpackungen zu entwerfen, die ihre Eigenschaften über eine Reihe von Wasch- und Handhabungszyklen hinweg beibehalten, was zu einem erhöhten Einsatz von Betriebsmitteln und Ressourcen führen kann. Da die Beteiligung der Verbraucher an Wiederverwendungs- und Rückgabeaktivitäten für die Umweltverträglichkeit dieser Systeme von entscheidender Bedeutung ist, können Motivation und Absichten einflussreiche Faktoren sein. Es wurde festgestellt, dass der Kontext wichtig ist, was bedeutet, dass die Einstellungen angepasst werden müssen, um den Rückgabeprozess einfacher und angenehmer zu gestalten (Ertz et al., 2017).
Auch die Herkunftskultur erwies sich als ein entscheidender Parameter. Die Aufklärung der Öffentlichkeit über allgemeine Umweltthemen, kulturelle Anpassungen in verschiedenen Ländern und die Aufrechterhaltung des nachhaltigen Images des Produkts können die Einstellung verbessern. Anreize wie Rückerstattungen, Gutscheine und Rabatte können sich positiv auf die Loyalität der Verbraucher auswirken. Die Bemühungen der Unternehmen, ihre Nachhaltigkeitsbemühungen transparent zu kommunizieren und sich dabei auf wissenschaftliche Daten aus soliden LCA-Studien zu stützen, werden Greenwashing verhindern. Recycling ist in vielen Konzepten für nachhaltigen Konsum die Norm, und die Bemühungen um die Wiederverwendung auf Verbraucherebene können damit beginnen, dass man sich auf produktspezifische Lösungen konzentriert (z. B. Milch, Kaffee usw.) und Testphasen einrichtet, um die Vertrautheit mit den Rückgabeprogrammen zu verbessern. Darüber hinaus sind logistische Unterbrechungen erforderlich, die Reinigungs- und Sanierungsmaßnahmen beinhalten. Anwendungen in der Lebensmittelindustrie sind aufgrund von Fragen der Lebensmittelsicherheit mit strengen individuellen Reinigungsprogrammen verbunden und müssen in die Wassereinsparungspraktiken einbezogen werden. Für wiederverwendbare Verpackungen werden wahrscheinlich haltbarere und schwerere Materialien benötigt. Die Anzahl der Wiederverwendungszyklen bestimmt das Verpackungsmaterial pro Gewicht der verwendeten Lebensmittel.
Für den Verbraucher ist das hochwertige Erscheinungsbild von Mehrwegverpackungen über mehrere Nutzungszyklen hinweg ein wichtiger Parameter.
Trend zu wiederverwendbaren Verpackungen
Unabhängig vom Umfang der wiederverwendbaren Verpackungen zeigen die vorhandenen LCA-Studien einen allgemein positiven Trend zu wiederverwendbaren Verpackungen. Es besteht ein deutlicher Bedarf an Studien, die die Entscheidungsfindung in Logistik und Management unter dem Aspekt der ökologischen Nachhaltigkeit unterstützen. Solche Studien sollten mehrere Anwendungsszenarien einbeziehen: die Entsorgung, die Schutzfunktion von Verpackungen für Lebensmittel (z. B. Verlängerung der Haltbarkeit und strukturelle Unterstützung) und die Parametrisierung der realistischen Transportdistanzen in Ökobilanzen usw.
Die wirtschaftlichen Chancen, die sich aus den umweltfreundlichen Aspekten wiederverwendbarer Verpackungen ergeben, werden von entscheidender Bedeutung sein, da das Konzept der Kreislaufwirtschaft auf einem Wirtschaftswachstumsmodell basiert, von dem Unternehmen, Umwelt und Gesellschaft profitieren. Trotz der Notwendigkeit einer wirtschaftlichen Leistung werden Studien zur Lebenszykluskostenrechnung (LCC) nur selten durchgeführt, insbesondere für Anwendungen auf Verbraucherebene. Integrierte LCA- und LCC-Studien helfen den Entscheidungsträgern, die Kompromisse durch eine objektive Brille zu betrachten.
Die Verpackungsindustrie hat noch einen weiten Weg vor sich, bevor sich der greifbare Nutzen zeigen wird. Erstens sollten wirtschaftliche und strategische Anreize geschaffen werden. Lokale und internationale Strategien, die die Kosten den Erzeugern oder Verbrauchern zuweisen, werden unterschiedliche Auswirkungen haben. Darüber hinaus sollten die Studien zur Umweltverträglichkeitsprüfung mit Daten und evidenzbasierter Forschung unterlegt werden. Unabhängig von den Strategien können wiederverwendbare Verpackungen bessere ökologische und wirtschaftliche Ergebnisse erzielen als Einwegverpackungen, die lineare Wirtschaftsmodelle beinhalten.
Referenzen
- Björklund, A., & Finnveden, G. (2005). Recycling revisited – Lebenszyklusvergleiche der Auswirkungen auf die globale Erwärmung und des Gesamtenergieverbrauchs von Abfallbewirtschaftungsstrategien. Ressourcen, Konservierung und Recycling, 44(4), 309-317. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2004.12.002
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- Ertz, M., Huang, R., Jo, M.-S., Karakas, F., & Sarigöllü, E. (2017). From single-use to multi-use: Studie zum Verhalten von Verbrauchern beim Konsum von Mehrwegbehältern. Journal of Environmental Management, 193, 334-344. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2017.01.060
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