Anforderungen an die Recyclingfähigkeit von Verpackungen
Mit der neuen Verpackungsverordnung (Proposal on Packaging and Packaging Waste Regulation, PPWR), die im Januar 2025 in Kraft getreten ist, will die EU das Recycling von Verpackungen verbessern. Die neuen gesetzlichen Regelungen müssen bis Mitte 2026 in allen Mitgliedstaaten umgesetzt werden. Ein Fokus wird dabei auf Lebensmittelverpackungen wie Kaffeebecher und Pizzakartons gelegt, die mit den Ewigkeits-Chemikalien PFAS beschichtet sind. Für den Einsatz dieser gesundheitlich und ökologisch bedenklichen Substanzen in Verpackungen werden erstmals Grenzwerte eingeführt. Ab August 2026 können Verpackungen, die nicht den Vorgaben der Verpackungsverordnung entsprechen, sanktioniert oder zurückgerufen werden.
Eine weitere Vorgabe der neuen EU-Verordnung sieht vor, dass Verpackungen aus Kunststoff bis 2030 zu mindestens 35 Prozent aus Rezyklaten hergestellt werden müssen. In Deutschland sind mehr als 60 Prozent der Waren in Kunststoff verpackt, weil diese Materialien leicht, langlebig und einfach zu verarbeiten sind. Um die Waren durch Verpackungen zu schützen und gleichzeitig die Umwelt so wenig wie möglich zu belasten, wird ein Verpackungsdesign angestrebt, das eine Kreislaufwirtschaft ermöglicht. Neben der Umweltverträglichkeit und Ökobilanz spielen dabei auch Aspekte wie Funktionalität, Design, Kundenakzeptanz und Herstellbarkeit eine Rolle.
Um diese komplexen Anforderungen an das Verpackungsdesign zu erfüllen, forscht das Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung (IVV) gemeinsam mit Partnern aus Wirtschaft und Wissenschaft in einem Innovationslabor an optimierten Verfahren zur Produktion von recyclingfähigen Verpackungen. Zu den technischen Herausforderungen gehört dabei, nachhaltigere Verpackungen zu schaffen, die Kunststoffabfälle zu verringern und den hohen Ansprüchen der Produktion von Verpackungen gerecht zu werden. Durch die erneute Nutzung des Rezyklats soll der Rohstoffbedarf reduziert werden.
Zu diesem Zweck haben die Forschenden des Fraunhofer IVV KI-basierte Optimierungswerkzeuge entwickelt und mithilfe eines Datenraums vernetzt, in dem die digitalen Daten zu den Eigenschaften der Materialien, ihren Herkünften und Bestimmungsorten miteinander verknüpft werden. Nach der vollständigen Integration sämtlicher Daten schlagen die KI-Werkzeuge das optimale Verpackungsdesign für ein bestimmtes Produkt vor, das sich mit minimalem Materialaufwand umsetzen lässt.
Kunststoffe, die im Kreislauf geführt werden, können jedoch prinzipiell Verunreinigungen enthalten. Rezyklate sind wertvolle Materialien. Allerdings muss die Qualität des recycelbaren Kunststoffs stimmen.
Sind Rezyklate durch unerwünschte Substanzen wie Fremdkunststoffe, Druckfarben oder Abbauprodukte kontaminiert, kann dies ihre Qualität erheblich beeinträchtigen und sie sogar unbrauchbar machen.Prof. Dr. Andrea Büttner, Institutsleiterin des Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung (IVV)
Aus diesem Grunde sei ein systematischer Datenaustausch zwischen Rezyklat-Herstellern und Unternehmen, die Verpackungsfolien produzieren, bis hin zur Lebensmittelindustrie erforderlich. Dabei geht es vor allem um den Umgang mit Polyolefinen, da sich Kunststoffe dieser Gruppe während ihrer Verarbeitung stark verändern können.
„Damit Rezyklate hochwertig weiterverarbeitet werden können, bedarf es KI-gestützter Werkzeuge“, versichert Dr. Matthias Reinelt, Leiter der Gruppe Haltbarkeits- und Verpackungsmodellierung am Fraunhofer IVV. „Unser KI-Tool für die Verpackungsherstellung nutzt möglichst viele Informationen über das Rezyklat, um den optimalen Verarbeitungsprozess festzulegen, so dass am Ende der Prozesskette beispielsweise ein nachhaltig hergestellter Joghurtbecher mit homogener Wandstärkenverteilung und der gewünschten Ausformung im Warenregal landen kann.“ Mit Hilfe chromatographischer Analysemethoden soll verhindert werden, dass belastete Rezyklate in den Kreislauf geraten.
Mit welchen ökonomischen Instrumenten sich das Verpackungsaufkommen reduzieren und das Recycling von Kunststoffverpackungen verbessern lässt, hat das Öko-Institut gemeinsam mit Cyclos und der Gesellschaft für Verpackungsmarktforschung (GVM) im Auftrag des Umweltbundesamtes untersucht. Die stärkste Hebelwirkung besitzt dieser Analyse zufolge eine Verpackungssteuer, da dadurch Anreize für den stärkeren Einsatz von Mehrweglösungen gesetzt werden. So könnten durch die Ausgestaltung der Verpackungssteuer einige positive Effekte wie der Einsatz bestimmter Materialien erzielt werden, um die Recyclingfähigkeit zu erhöhen. Durch Verpflichtungen zum zirkulären Design ließen sich schwer zu recycelnde Materialkombinationen vermeiden.
Im gewerblichen Bereich gibt es keine verbindlichen Verwertungsquoten für Transport-, Verkaufs- und Umverpackungen. Während für Papier, Metalle bereits sehr hohe Recyclingquoten von über 90 Prozent erreicht werden, besteht bei der Sammlung und dem Recycling von gewerblichen Kunststoffverpackungen Optimierungsbedarf. In der Studie Analyse und Fortentwicklung der Verwertungsquoten des Verpackungsgesetzes als Lenkungsinstrument zur Ressourcenschonung schlägt das Projektteam vor, Regelungen für gewerbliche Rücknahmesysteme wie eine verbindliche Recyclingquote für Kunststoffverpackungen einzuführen.
Zudem sei eine Erfassungs- und Dokumentationspflicht im gewerblichen Bereich erforderlich. „Es gibt nach wie vor Diskrepanzen zwischen der Sammlung und Zuführung von ausgedienten Verpackungen und dem, was dann tatsächlich verwertet wird“, erklärt Andreas Hermann, Senior Researcher im Bereich Umweltrecht & Governance. „Daher braucht es ein besseres Monitoring und Bilanzierungspflichten.“
