21-07-2015 - Kennispagina uit het dossier Duurzaamheid over bioplastics.

Bioplastic lijkt een steeds populairder materiaal te worden voor producten. Van relatiegeschenken, zoals pennen gemaakt van mais, tot de knisperende, doorzichtige groenteverpakking bij de supermarkt. Bioplastics zijn al lang geen onalledaagse verschijning meer.

Wat zijn bioplastics?

Om precies te weten te komen wat bioplastics zijn is het verstandig om eerst uit te leggen wat conventionele plastics zijn. Conventionele plastics bestaan uit typische polymeren die zijn opgebouwd uit een keten van monomeren met koolstof als belangrijkste bouwsteen.

De meest bekende plastics zijn gemaakt van petroleum. Dit betekent dat de koolstof afkomstig is van olie, een niet-hernieuwbare grondstof. En juist in die oorsprong ligt het belangrijkste verschil met bioplastics. De bouwsteen koolstof is namelijk in dit geval namelijk geheel of tenminste voor een groot deel afkomstig van een hernieuwbare, niet-fossiele biologische bron. Theoretisch kan dit alles zijn dat groeit op de aarde in een tijdspanne van 10 jaar, zoals planten, bomen of algen, maar ook voedselafval.

De meest gebruikte biobased plastics kunnen in drie groepen ingedeeld worden op herkomst en productie van het basismateriaal:

Allereerst zijn er de polymeren die direct van natuurlijk materiaal worden geëxtraheerd. Dit zijn bijvoorbeeld de bioplastics gemaakt van zetmeel (uit aardappels) of suikers (van bieten).

Een misschien bekendere groep bestaat uit bioplastics die gemaakt zijn door natuurlijke bouwblokken via een chemisch proces tot nieuwe plastics te maken, ook wel bekend onder de naam PLA (Poly Lactic Acids).

Een derde manier om bioplastics te produceren is door gebruik te maken van bacteriën en /of enzymen die natuurlijke monomeren omzetten. Afkortingen die voor deze groep worden gebruikt zijn; PHA, PHB, PHB-HV of PHBV.

Composteerbaarheid

Een grote misvatting is dat alle bioplastics composteerbaar zijn en daarom in de gft-bak of op de composthoop achter in de tuin gegooid mogen worden. Allereerst is er een groot verschil tussen biologisch afbreekbaar en composteerbaar.

Biologisch afbreekbaar wil zeggen dat het materiaal door micro-organismen kan worden afgebroken. Alle plastics, dus zowel de op petroleum gebaseerde als de biogebaseerde kunststoffen, zijn afbreekbaar. Alleen zijn er sommige plastics, waaronder enkele bioplastics, die er ontzettend lang over doen om afgebroken te worden en daarom vaak worden beschreven als 'non-biodegradable'.

Het feit dat een bioplastic of conventioneel plastic bioafbreekbaar is, wil nog niet zeggen dat het ook milieuvriendelijk is. Vaak ontstaan er namelijk schadelijke stoffen bij de afbraak. Dit onderscheidt de composteerbare plastics van de rest. Composteerbaar wil namelijk zeggen dat het materiaal af te breken is in milieuvriendelijke stoffen, zoals water, CO2 en biomassa.

De regelgeving voor de composteerbaarheid zegt dat het afbreekproces in ieder geval onder industriële omstandigheden moet plaatsvinden en er na 90 dagen tenminste 90% van het materiaal moet zijn afgebroken. De omstandigheden bij een industriële composteerinstallatie (temperatuur, luchtdruk en -vochtigheid) verschillen echter sterk met de situatie in een achtertuin.

Kort samengevat is er maar een kleine groep bioplastics die afbreekbaar zijn onder composthoop-omstandigheden, namelijk degene die gemaakt zijn van zetmeel.

Goed voor de CO2 kringloop

Plastics gemaakt van planten klinkt heel milieuvriendelijk. Het is dan ook niet gek dat het materiaal al snel het label 'groen' opgeplakt heeft gekregen. Het is echter niet zo dat bioplastics automatisch ook duurzaam zijn.

De discussie over de duurzaamheid van bioplastics heeft te maken met de CO2 kringloop. In de natuur komt het erop neer dat planten CO2 en water (H2O) door middel van zonlicht omzetten in koolstofverbindingen. Na verloop van tijd (langer dan 106 jaar) wordt dit afgestorven plantenmateriaal omgezet in olie. Deze olie consumeren we door er o.a. plastics van te maken. Na afdanking na een gebruiksperiode van ongeveer 10 jaar komt de CO2 weer terug in de atmosfeer. Er komt dus sneller CO2 in de atmosfeer dan deze op natuurlijke wijze weer kan opnemen en verwerken. De natuur is niet meer in balans. Deze snelle toename van CO2 in de afgelopen jaren is volgens veel wetenschappers medeverantwoordelijk voor het broeikaseffect.

Door voor de productie van plastics gebruik te maken van biologisch materiaal (dat er veel korter over doet om CO2 te fixeren) in plaats van olie, kun je het proces weer in evenwicht brengen. Het is zelfs mogelijk om op deze wijze meer CO2 uit de atmosfeer te halen dan er in terugkomt.

Nadelen

Dit dient echter wel op een verantwoordelijke manier te gebeuren. De productie is namelijk een stuk minder milieuvriendelijk dan vele producenten ons willen doen geloven. Uit onderzoek blijkt dat vooral het productieproces wel degelijk bijdraagt aan de klimaatverandering. De productie van bioplastics vergt namelijk veel energie die vaak wordt opgewekt door verbranding van fossiele brandstoffen. Daarnaast worden er chemische stoffen gebruikt om planten goed te laten groeien. De overmaat van voedingsstoffen (mest) heeft tot gevolg dat bepaalde plantensoorten gaan woekeren en anderen het onderspit delven.

Verder is het moeilijk bioplastics te recyclen of ze op de juist manier af te danken. Onjuiste compostering van bioplastics kan tot gevolg hebben dat er bijvoorbeeld methaangas – de grote boosdoener op het gebied van klimaatverandering – wordt geproduceerd. En door de onterechte gedachte dat alle bioplastics composteerbaar zijn, waardoor deze bij het gft terechtkomen, komt de recycling van het materiaal ook nog niet helemaal tot zijn recht.

Andere nadelen van biopolymeren zijn de onbekendheid en de prijs van het materiaal. Als je bedenkt dat we met zijn allen de afgelopen 70 jaar vooral de tijd hebben genomen om onderzoek te doen naar de eigenschappen, productiemethodes en producttoepassingen van conventionele kunststoffen, dan kun je nagaan dat de ontwikkeling van bioplastics pas in de kinderschoenen staat. Omdat er nog relatief weinig bekend over is, worden ze over het algemeen nog niet op grote schaal geproduceerd. Het gevolg hiervan is dat de prijs hoger is dan die van op olie gebaseerde kunststoffen en de prijs is vaak bepalend bij de keuze voor een materiaal.

Ontwerpersmateriaal

Het is voor de ontwerper dus van groot belang om te weten met welke soort (bio)plastic je aan de slag gaat en hoe je dit toepast. Het simpelweg vervangen van een conventionele kunststof door een bioplastic maakt het product nog niet per definitie duurzaam. Desondanks zijn de huidige ontwikkelingen op het gebied van biopolymeren een grote stap in de goede richting. En het is juist de taak van de ontwerper om de consument bekend te maken met deze materialen.

Tekst: Thies Timmermans
Beeld: Elke van Gelder