Smarte Verpackungen: Lösen sie unser Plastikproblem?
Ob Shampooflasche oder Zahnpastatube: Wir verbrauchen immer mehr Plastikverpackungen. Gleichzeitig wird weniger recycelt. Im Projekt „Holy Grail 2.0“ arbeitet das Konsumgüterunternehmen Procter & Gamble an einer technologischen Lösung dafür: smarte Verpackungen. Bereits Ende nächsten Jahres könnten sie in europäischen Haushalten zu finden sein.
15.01.2021
Unverpackt einkaufen, Plastik fasten, Mehrweg statt Einweg: Müll zu vermeiden, liegt bei Verbrauchern im Trend. Oder doch nicht? Aktuelle Zahlen des Umweltbundesamtes (UBA) sagen jedenfalls etwas anderes: Demnach landen in Deutschland jedes Jahr mehr Verpackungen im Abfall, 2018 waren es insgesamt 18,9 Millionen Tonnen. Knapp die Hälfte davon entstand beim privaten Endverbraucher. Jeder Einzelne entsorgt also jährlich fast 108 Kilogramm Verpackungen im Hausmüll, darunter immer mehr Plastik. Im Vergleich zum Vorjahr stieg der Anteil an Kunststoffverpackungen um 1,6 Prozent auf 3,2 Millionen Tonnen. Das sei der wichtigste Grund dafür, weshalb die Recyclingquote in Deutschland insgesamt leicht rückläufig sei, so Gerhard Kotschik vom UBA. Bei Kunststoffen liegt diese bei nur 47,1 Prozent. Zum Vergleich: Bei Papier und Karton beträgt sie 87,7 Prozent, bei Aluminium sogar 90,1 Prozent.
Warum wird so wenig Kunststoff wiederverwertet?
Was viele nicht wissen: Der Anteil des Plastiks, der tatsächlich recycelt wird, ist noch viel geringer. Denn nicht alles, was dem Recyclingsystem nach Entsorgung zugeführt und damit zur Recyclingquote dazu gezählt wird, kann für neue Produkte wie Verpackungen verwendet werden. Denn, obwohl deutsche Sortieranlagen beinah vollautomatisiert und mit einer ausgeklügelten Filter- und Kameratechnik arbeiten, landet viel wertvolles Material im Ausschuss und wird verbrannt. Zum Beispiel, wenn die Verpackungen zu stark verschmutzt sind. Zudem werden etwa bunte oder dunkle Plastikmaterialien schwerer erkannt als helle und damit fälschlicherweise aussortiert.
Das bedeutet aber im Umkehrschluss: Durch genaueres Sortieren könnte mehr Kunststoff im Kreislauf verbleiben und sich die Qualität des wiedergewonnenen Materials verbessern.
Spannender Lösungsansatz aus der Verpackungsindustrie
Diese Erkenntnis sowie das wachsende Verbraucherbewusstsein und striktere Regularien spornt auch die Industrie an, Lösungen für das zunehmende „Plastikproblem“ zu finden. So haben sich 2016 mehrere Unternehmen und Organisationen aus der gesamten Wertschöpfungskette der Verpackungsindustrie in dem Projekt „Holy Grail 2.0“ zusammengeschlossen (UmweltDialog berichtete). Ziel ist es, mithilfe „intelligenter“ Verpackungen eine effizientere Sortierung und damit höhere Recyclingraten zu erreichen. Inzwischen wirken 86 Partner, darunter Procter & Gamble (P&G), an dem Projekt mit, das bereits den Sustainability Award 2019 erhalten hat.
Bei der Technologie dahinter handelt es sich um ein digitales Wasserzeichen, also ein Code, der auf die Oberfläche einer Verpackung gedruckt wird. Dieser für das menschliche Auge nicht sichtbare Code ist nicht größer als eine Briefmarke, kann aber jede Menge Informationen speichern. Zum Beispiel zum Hersteller oder zur Zusammensetzung der Verpackungen. Mit entsprechender Technik ausgerüstete Anlagen könnten so viel zuverlässiger sortieren als dies bei traditionellen Verpackungen der Fall ist.
Jürgen Dornheim, Direktor nachhaltige Verpackungen und Innovationen bei P&G Deutschland, hat uns erklärt, wie digitale Wasserzeichen genau funktionieren und welche Schritte als nächstes im Projekt Holy Grail 2.0 geplant sind:
UmweltDialog (UD): Ab sofort setzt die Marke Lenor von P&G das digitale Wasserzeichen auf den Verpackungen des Lenor-Wäscheparfüms ein. Die Verpackungen können somit in den dafür ausgestatteten Sortieranlagen erkannt und dem richtigen Stoffstrom zugeordnet werden. Wie funktioniert das genau?
Jürgen Dornheim: Das digitale Wasserzeichen ist für das menschliche Auge auf den ersten Blick unsichtbar, ähnlich wie Wasserzeichen in Geldscheinen. Mit entsprechender Technik kann man es sichtbar machen. Dabei ist die Technik recht einfach, denn jedes moderne Smartphone kann mit seiner eingebauten Kamera und der zugehörigen, frei erhältlichen Detektions-App diese Zeichen aufzeigen.
Eine Sortieranlage hat dann ein bis zwei Dutzend dieser einfachen Kameras eingebaut und die Auswertung erfolgt über einen angeschlossenen Computer, also wahrlich kein Hightech, wie man zuerst denken mag.
Die Innovation liegt in der quasi unsichtbaren Druckbildanpassung und der schnellen Dekodierung per einfacher Software.
Inzwischen haben wir zwei Methoden für diese Wasserzeichen zur Verfügung, einmal kodiert und versteckt in Bedruckung auf dem Etikett oder der Oberfläche. Zum anderen kann man auch ein Wasserzeichen in die Oberflächenstruktur des Kunststoffs einbringen. Letzteres ist sehr viel aufwändiger, aber eignet sich für unbedrucktegroße Flächen.
Die große Attraktivität dieses Konzepts liegt weiterhin darin, dass sich das Wasserzeichen während des Recyclings rückstandsfrei auflöst, denn es wird ja kein zusätzliches Material hinzugebracht.
UD: Bei welchem Plastikmaterial stößt die Technologie an ihre Grenzen?
Dornheim: Da es sich um eine Bedruckung handelt, kann diese auf alle gängigen Oberflächen und Etiketten aufgebracht werden. Wichtig ist dort jedoch eine gute Auflösung des Druckbildes, um das Wasserzeichen einwandfrei abzubilden. Bei Labeldruck haben wir noch keine Probleme gesehen. Ein direkter Aufdruck auf eine Oberfläche sollte vorher getestet werden, damit keine unliebsamen Überraschungen geschehen.
UD: Immer mehr Unternehmen schließen sich dem Projekt „Holy Grail 2.0“ an, das P&G initiiert hat. Jetzt befindet es sich in einer entscheidenden Phase, in der die Erprobung der Wasserzeichentechnologie im industriellen Maßstab stattfindet. Können Sie den Prozess genauer beschreiben? Was können Sie uns über die nächsten Schritte sagen?
Dornheim: Die HolyGrail 2.0-Initiative, unter der Schirmherrschaft des europäischen Markenverbands, AIM, hat in der Tat einen rasanten Mitgliederzuwachs zu verzeichnen, derzeit über 100! Die Initiative verfolgt einen dreistufigen Ansatz, der von i) einem Konzeptnachweis (mit einem neuen Zusatzmodul, das auf den neuesten Detektorspezifikationen basiert) auf einem vorhandenen NIR-Sortierer über ii) halbindustrielle Tests ((Geräte in realer Größe, die industrielle Abläufe nachahmen) bis hin zu iii) der Durchführung nationaler Testmärkte in realen kommerziellen Sortierzentren und/oder Recyclern reicht, wobei der Schwerpunkt auf sehr spezifischen Verpackungsformaten liegt (die auf der Grundlage identifizierter kommerzieller Geschäftsfälle ausgewählt werden).
UD: Effiziente Sortierung für bessere Recyclingquoten ist das eine. Welche anderen Maßnahmen setzen Sie noch um, um den Plastikverbrauch zu reduzieren?
Dornheim: Nach einer besseren Sortierung sind bessere Qualitätsbestimmungen der Rezyklate nötig, denn heute kommt der weitaus größte Teil aus der Sammlung von vorherigen Lebensmittelverpackungen.
Da sich an dieser Stelle über die Jahre wenig getan hat, sind wir zusammen mit anderen Brand Ownern aus dem Hygiene-, Kosmetik-, und Reinigungsmittelbereich aktiv geworden, toxikologisch und medizinisch unbedenkliche Grenzwertdefinitionen zu ermitteln, so dass eine weit größere Menge an bisher ungenutztem Rezyklat dann für den Einsatz in Verpackungen genutzt werden kann.
Diese europäische Initiative nennt sich „Cospatox“ (Cosmetic Packaging Toxicology) und wurde von P&G gemeinsam mit Henkel angestoßen. Das große Interesse aus den Reihen anderer Konsumgüterhersteller, aus Industrie und Politik zeigt uns, dass wir offensichtlich auch hier ein großes und für viele relevantes Thema angehen wollen.
Wie gut das über die gesamte Wertschöpfung und mit Blick auf Business Cases in großem Maßstab funktioniert, soll sich in der jetzt eingeleiteten, neuen Projektphase zeigen. Darin sollen auch weitere Vorteile zum Vorschein kommen, die über das verbesserte Recycling hinausgehen: etwa für die Qualitätsprüfung und die Bestandsverwaltung in der Produktion oder für Verbraucher, die sich durch das Scannen des Codes besser über Inhaltsstoffe und die Umweltverträglichkeit der Verpackung informieren können. Gian de Belder, der das Projekt als Experte bei P&G für nachhaltige Verpackungen maßgeblich initiiert hat, freut sich, dass das Vorhaben weiter an Fahrt gewinnt: „Je mehr bei dem Gemeinschaftsprojekt mitmachen, desto besser. Scale und Scope werden inzwischen immer größer, dadurch steigt die Relevanz mit Blick auf geschlossene Kreislaufsysteme und bessere Recyclingquoten.“
Das Konsumgüterunternehmen P&G, das seinen deutschen Hauptsitz in Schwalbach im Taunus hat, hat sich im Rahmen der „Ambition 2030“ insgesamt zum Ziel gesetzt, deutlich weniger neues Plastik aus Erdöl und mehr recyceltes Plastik für Produkte und Verpackungen einzusetzen. Konkret bedeutet das: Bis 2030 sollen hundert Prozent der Produktverpackungen recycelbar sein und mindestens 50 Prozent des Verpackungsmaterials soll aus Rezyklate stammen. Mit dem Projekt Holy Grail 2.0 will man diesem Ziel einen Schritt näherkommen.
