Im Jahr 2015 nahm die Texas A& M-Doktorandin Christine Figgener ein Video auf, in dem ihre Kollegen einen Strohhalm entfernten, der sich im Nasenloch einer Schildkröte befand. Das Video wurde viral und inspirierte die Menschen zum Handeln. Seitdem ist „skip the straw, save a turtle“ zu einem Slogan für Menschen geworden, die entschlossen sind, ihren Plastikverbrauch zu verringern.
Kritiker sagen jedoch, dass die Auswirkungen von Kunststoffen auf die Meere nur ein Teil des Problems sind. „Plastikverschmutzung ist nicht nur ein Problem der Ozeane. Es ist ein Klimaproblem und ein Problem der menschlichen Gesundheit „, sagte Claire Arkin, Kommunikationskoordinatorin der Global Alliance for Incinerator Alternatives, einem globalen Netzwerk zur Reduzierung der Umweltverschmutzung und zur Beseitigung der Müllverbrennung.
Kunststoffe sind zu wesentlichen Bestandteilen von Produkten und Verpackungen geworden, weil sie langlebig, leicht und billig sind. Obwohl sie zahlreiche Vorteile bieten, stammen Kunststoffe als fossile Brennstoffe und emittieren Treibhausgase von der Wiege bis zur Bahre, so ein Bericht vom Mai 2019 mit dem Titel „Plastic & Climate: Die versteckten Kosten eines Plastikplaneten“, veröffentlicht vom Center for International Environmental Law, einer gemeinnützigen Umweltrechtsorganisation.
In einem Business-as-Usual-Szenario, in dem die Politik weiterhin die Kunststoffproduktion fördert, wird der Verbrauch fossiler Brennstoffe in diesem Sektor nur zunehmen. Laut dem Weltwirtschaftsforum sind heute etwa 4-8% des jährlichen globalen Ölverbrauchs mit Kunststoffen verbunden. Wenn diese Abhängigkeit von Kunststoffen anhält, werden Kunststoffe bis 2050 20% des Ölverbrauchs ausmachen.
Der Bericht „Hidden Costs“ legt nahe, dass ein Übergang zu „Zero Waste“ – der Schonung von Ressourcen durch verantwortungsvolle Produktion, Verbrauch, Wiederverwendung und Rückgewinnung von Materialien ohne Verbrennung oder Deponierung – der beste Weg ist, um Emissionen zu reduzieren. Aber um dorthin zu gelangen, wäre ein großer kultureller Wandel und eine Überarbeitung für jeden Schritt im Lebenszyklus eines Produkts erforderlich.
Das Problem beginnt mit der Gewinnung und dem Transport
„Wenn Menschen an Kunststoffe denken, neigen sie nicht dazu, über den Beginn ihres Lebenszyklus nachzudenken. Und der Beginn seines Lebenszyklus beginnt wirklich mit der Öl- und Gasentwicklung „, sagte Matt Kelso, Manager für Daten und Technologie bei der FracTracker Alliance, einer gemeinnützigen Organisation, die sich mit der Förderung in den USA befasst. Er war Mitautor des Abschnitts Extraktion und Transport des Berichts.
Öl, Gas und Kohle sind die fossilen Bausteine von Kunststoffen. Erdgas und Öl können durch Fracking aus der Erde gewonnen werden. Unternehmen bohren Brunnen in den Boden, bis sie auf eine Gesteinsschicht treffen, dann drehen sie sich um 90 Grad und bohren horizontal. Das Einspritzen von Sand, Chemikalien oder Wasser zerbricht das Gestein, um Gas und Öl freizusetzen, die über Pipelines, Züge und Lastwagen zu anderen Einrichtungen transportiert werden.
Die Gewinnung und der Transport dieser fossilen Brennstoffe sind kohlenstoffintensiv. Die Autoren des CIEL-Berichts schätzen, dass 12,5 bis 13,5 Millionen Tonnen Kohlendioxidäquivalent pro Jahr emittiert werden, während Erdgas gewonnen und transportiert wird, um Rohstoffe für Kunststoffe in den Vereinigten Staaten zu schaffen.
Landstörungen tragen auch zu Treibhausgasemissionen bei, die mit der Gewinnung verbunden sind. Kelso sagte, jede Meile Pipeline müsse von einer „Vorfahrtszone“ mit gerodeten Flächen umgeben sein. Etwa 19,2 Millionen Acres wurden in den Vereinigten Staaten für die Öl- und Gasentwicklung geräumt. Unter der Annahme, dass nur ein Drittel des betroffenen Landes bewaldet ist, werden 1,686 Milliarden Tonnen Kohlendioxid durch Rodung in die Atmosphäre freigesetzt, so die Autoren des CIEL-Berichts.
„Diese Zahlen summieren sich wirklich im Laufe der Zeit, weil Sie über Millionen von Meilen von Pipelines in den Vereinigten Staaten sprechen“, sagte Kelso. „Du musst den Schnitt klären. Sie nehmen also den gesamten Kohlenstoff von den Bäumen und von den Böden und entfernen ihn im Grunde genommen von der Erde und führen ihn in die Atmosphäre ein.“
Raffination und Herstellung erhöhen die Emissionen
Die Kunststoffraffination ist auch treibhausgasintensiv. Im Jahr 2015 betrugen die Emissionen aus der Herstellung von Ethylen, dem Baustein für Polyethylenkunststoffe, 184,3 bis 213 Millionen Tonnen Kohlendioxidäquivalent, was laut CIEL-Bericht etwa 45 Millionen Pkw in einem Jahr entspricht. Weltweit werden die Kohlendioxidemissionen aus der Ethylenproduktion zwischen 2015 und 2030 voraussichtlich um 34% zunehmen.
Abfallwirtschaft wirkt sich auf die Gesundheit der Bevölkerung aus
Weltweit werden etwa 40% der Kunststoffe als Verpackungen verwendet. Normalerweise ist die Verpackung für den einmaligen Gebrauch gedacht, sodass die Entsorgung schnell erledigt werden kann. Diese Verpackung kann auf drei verschiedene Arten verarbeitet werden: Deponierung, Verbrennung oder Recycling.
Die Müllverbrennung hat die größten Klimaauswirkungen der drei Optionen. Laut dem CIEL-Bericht betrugen die US-Emissionen aus der Kunststoffverbrennung im Jahr 2015 5.9 Millionen Tonnen Kohlendioxidäquivalent. Wenn die Produktion und Verbrennung von Kunststoffen wie erwartet zunehmen, werden die Treibhausgasemissionen nach Prognosen des Weltenergierates bis 2030 auf 49 Millionen Tonnen und bis 2050 auf 91 Millionen Tonnen steigen.
Die Klimaauswirkungen sind nicht die einzige Sorge. Verbrennungsanlagen werden überproportional in der Nähe von farbigen und einkommensschwachen Bevölkerungsgruppen gebaut.
„Verbrennung ist eine massive Umweltungerechtigkeit – nicht nur in den Vereinigten Staaten, sondern auf der ganzen Welt“, sagte Arkin. „Die Menschen, die der Verschmutzung durch diese Verbrennungsanlagen ausgesetzt sind, sind oft diejenigen, die für den Abfall am wenigsten verantwortlich sind und die Hauptlast der Auswirkungen tragen müssen.“
Das Verbrennen von Abfällen kann Tausende von Schadstoffen freisetzen. Verbrennungsarbeiter und Menschen, die in der Nähe von Einrichtungen leben, sind besonders gefährdet.
Deponierung hat eine wesentlich geringere Klimawirkung als Verbrennung. Die Platzierung von Deponien kann jedoch mit ähnlichen Umweltungerechtigkeiten verbunden sein.
Recycling ist ein anderes Tier mit ganz anderen Problemen. Im Vergleich zu den niedrigen Kosten von Neumaterialien sind recycelte Kunststoffe hohe Kosten bei geringem kommerziellen Wert. Dies macht Recycling nur selten rentabel und erfordert daher erhebliche staatliche Subventionen.
Untersuchungen der Ellen MacArthur Foundation legen nahe, dass nur 2% der Kunststoffe zu Produkten mit derselben Funktion recycelt werden. Weitere 8% werden zu etwas von geringerer Qualität „downcycled“. Der Rest wird deponiert, in die Umwelt gelangt oder verbrannt.
Recyclinganlagen erhalten häufig auch minderwertige Materialien. Wishful Recycling bringt Menschen dazu, Gegenstände zu recyceln, von denen sie denken, dass sie recycelbar sein sollten, aber eigentlich nicht. Dies stellt eine große Verantwortung für die Recyclinganlagen dar, den Abfall zu verarbeiten und zu sortieren.
Viele Jahre lang schickten die Vereinigten Staaten und viele andere westliche Länder einen Großteil ihrer kontaminierten Abfälle nach China und übertrugen die Verantwortung für die Abfallbewirtschaftung. Im Jahr 2018 schloss China seine Türen für das kontaminierte Recycling des Westens. Anstatt die inländischen Recyclingkapazitäten zu erhöhen, schicken die Vereinigten Staaten den Abfall jetzt in andere Länder wie Thailand, Malaysia und Vietnam. Aber einige dieser Länder haben begonnen, auch das westliche Recycling abzulehnen.
Recycling könnte eine wichtige Brücke auf dem Weg zur Abfallreduzierung sein, aber Arkin sagte, die westliche Welt müsse ihre Plastiksucht an der Quelle angehen.
„Wir können unseren Weg aus der Plastikverschmutzungskrise nicht recyceln“, sagte Arkin. „Es wird einfach zu viel Plastik – Einwegplastik – produziert und konsumiert.“
Wenn Kunststoffe in die Umwelt gelangen, hören sie nicht auf zu verschmutzen
Nachdem Kunststoffe verwendet wurden, können Menschen sie manchmal absichtlich und manchmal versehentlich in die Umwelt werfen. Selbst wenn Kunststoffe auf eine Mülldeponie gelangen, sind einige leicht genug, um im Wind zu blasen und in Wasserstraßen einzudringen.
Kunststoffe können durch biologischen Abbau oder Einwirkung von Sonne, Hitze oder Wasser in kleinere Stücke zerfallen, die als Mikroplastik bezeichnet werden. Diese Mikroplastik streuen auf der ganzen Welt, sogar in die Tiefen des Ozeans. Giftige Chemikalien können sich an Mikroplastik binden und Giftpillen bilden, die Wassertiere fressen. Kunststoffe schädigen auch Tiere durch Verschränkung und Aufnahme auf allen Ebenen der Nahrungskette.
Sarah-Jeanne Royer von der Scripps Institution of Oceanography hat herausgefunden, dass Polyethylen niedriger Dichte – eine der häufigsten Arten von Kunststoffen im Ozean – beim Abbau in der Umwelt Treibhausgase freisetzt.
Aber neben den direkten Emissionen von Kunststoffen in die Umwelt gibt es noch ein weiteres Problem mit Mikroplastik. In der Vergangenheit hat der Ozean 30-50% der Kohlendioxidemissionen aus menschlichen Aktivitäten gebunden. Es gibt jedoch Hinweise darauf, dass Plankton immer größere Mengen Mikroplastik aufnimmt.
Forscher der Ocean University of China fanden heraus, dass Mikroplastik das Wachstum von Mikroalgen und die Effizienz der Photosynthese reduziert. Die Produktion von mehr Mikroplastik könnte also die Fähigkeit des Planktons beeinträchtigen, Kohlendioxid aus der Atmosphäre zu entfernen.
Was ist die Lösung?
Für jede Phase des Kunststofflebenszyklus gibt es Möglichkeiten, Emissionen zu reduzieren. Es kann jedoch systemische Veränderungen erfordern, um das Wachstum der Kunststoffproduktion zu verlangsamen. Einige befürworten beispielsweise die Verwendung biobasierter Rohstoffe, um die Emissionen in der Raffinationsphase zu reduzieren. Laut einer Analyse von Material Economics aus dem Jahr 2018 – einer Beratungsfirma für Nachhaltigkeitsmanagement – würde die Verwendung von kohlenstofffreien Energiequellen wie Wind und Sonne in der Herstellungsphase die Gesamtemissionen um 50% senken. Dies reicht möglicherweise nicht aus, um die mit dem raschen Anstieg der Kunststoffproduktion verbundenen Emissionen auszugleichen.
Bei der Entwicklung von Lösungen ist es wichtig, kritisch über die Materialien nachzudenken, die Kunststoffe ersetzen werden. Die Autoren einer Studie der Umweltbehörde des Vereinigten Königreichs aus dem Jahr 2011 bewerteten die Umweltauswirkungen verschiedener Beutel – wie Papier, Kunststoff und Baumwolle –, die in britischen Lebensmittelgeschäften verwendet werden. Ihre Studie ergab, dass der Schlüssel zur Verringerung der Auswirkungen der globalen Erwärmung darin besteht, die Beutel so oft wie möglich wiederzuverwenden. Aber wie oft die Tasche wiederverwendet werden muss, hängt vom Material ab, aus dem sie besteht. Die Papier- und Baumwolltaschen müssen drei bzw. 131 Mal wiederverwendet werden, um sicherzustellen, dass ihr Treibhauspotenzial geringer ist als bei einer typischen Plastiktüte.
Letztendlich kann die Reduzierung der mit Kunststoffen verbundenen Emissionen eine Gesamtstrategie erfordern: Abfallreduzierung, Materialerhaltung durch Aufarbeitung oder Wiederaufbereitung und Recycling. Unter dieser Art von zirkulärem Geschäftsmodell sagen die Autoren des CIEL-Berichts, dass die Kohlendioxidemissionen um 62 Millionen Tonnen pro Jahr sinken würden.
Brooke Bauman ist Praktikantin am YCC und Studentin an der UNC-Chapel Hill und studiert Umweltwissenschaften, Geographie und Journalismus.