Vergleich Umweltwirkungen von Pappbecher, Mehrwegbecher und Keramiktassen

Im Laufe der Jahre gab es eine zunehmende und dringend benötigte Diskussion über die Umweltfreundlichkeit von Einwegbechern.

In diesem Blog Post werden wir Pappbecher, wiederverwendbare Plastikbecher und Keramikbecher miteinander vergleichen, um ihre individuellen Auswirkungen auf die Umwelt zu untersuchen und Ihre Eignung für unterschiedliche Anlässe zu evaluieren. Wir konzentrieren uns hierbei in erster Linie auf die Energie, die zur Herstellung der einzelnen Bechertypen verwendet wird, sowie auf die Anzahl der Wiederverwendungen, die für einen wiederverwendbaren Becher erforderlich sind, um einen geringeren Energieverbrauch pro Verwendung zu erzielen als ein Einwegbecher. Außerdem werden wir einen detaillierten Blick auf den Lebenszyklus von Tassen werfen und inwiefern dieser ihre Umweltfreundlichkeit beeinflusst. 

Um diesen Blog Post zu verfassen, haben wir viel recherchiert und verschiedene Quellen verwendet, die im Laufe des Beitrags vorgestellt werden. Sie finden die vollständigen Verweise am Ende des Artikels.

Wie werden die verschiedenen Bechertypen hergestellt?

Die Keramiktassen werden größtenteils aus erhitztem Ton hergestellt. Ton kommt aus dem Boden und wird normalerweise in der Nähe von Bächen und Flüssen abgebaut. Der Ton wird im Anschluss zu den Produktionsanlagen für Keramikbecher transportiert und muss dort mit verschiedenen Produkten wie Quarz, Feldspat und Wasser gemischt werden. Im weiteren Verlauf wird der Ton zu einer Tasse geformt und dann mehrmals erhitzt (je nachdem, welche Tassenform erwünscht ist). Der Aufheizvorgang erfordert viel Energie. (Ref)

Wiederverwendbare Plastikbecher bestehen häufig aus Polypropylen (PP). Der Kunststoff besteht hauptsächlich aus Naphtha Öl, welches –neben Wasserstoff und anderen Kohlenstoffen – eine der Fraktionen von Öl ist, welche während des Raffinationsprozesses erzeugt werden. In dem als Polymerisation bezeichneten Prozess werden Monomere wie Ethylen und Propylen zu Polymerketten verbunden. Diese bilden letztendlich den Kunststoff. Der für wiederverwendbare Plastik verwendete Kunststoff ist thermoplastisch. Dies ist die Definition von Kunststoff, der beim Erwärmen erweicht und beim Abkühlen wieder aushärtet (Ref). Nach diesem Vorgang wird der Kunststoff zu einer Anlage transportiert, in der der Thermoplast durch Spritzgießen zu Kunststoffbechern geformt wird.

Pappbecher werden aus Holzspänen hergestellt. Die Späne werden zu Holzschnitzeln verarbeitet und zu Papier zermahlen. Anschließend wird eine dünne Schicht aus PLA oder PE-Kunststoff aufgetragen, um das Papier wasserdicht zu machen. Das beschichtete Papier wird dann zu Herstellern transportiert, die das Papier bedrucken, es anschließend in eine Becherform falten und abschließend den Boden einlegen (Ref).

Was sagt die Forschung?

Versuchen wir nun, die verschiedenen Becher miteinander zu vergleichen. Wir werden dies mit Hilfe des Professors Martin B. Hocking tun, der 1994 den Energieverbrauch von Einweg- und Mehrwegbechern analysierte (Ref). Dies ist die aktuellste Forschung, die wir in diesem Bereich finden könnten.

Ein Keramikbecher benötigt zur Herstellung 14,1 MJ (14,100 KJ) pro Becher. Ein Mehrwegbecher benötigt zur Herstellung 6,3 MJ (6,300 kj) und ein Pappbecher 0,5 MJ (500 KJ). Wie wir bereits sehen können, verbraucht der wiederverwendbare Becher viel mehr Energie in der Produktion. Um es etwas anschaulicher zu machen, können wir es an diesem Punkt folgendermaßen ausdrücken: Ein Plastikbecher muss im besten Fall 12 Mal verwendet werden, um so effizient wie ein Pappbecher zu sein. Eine keramische Kaffeetasse erfordert 28 Verwendungen im Vergleich zu einem Pappbecher.

Jetzt fügen wir die Energie des Waschvorgangs hinzu. Wie Martin B. Hocking andeutet, benötigt eine handelsübliche Waschmaschine zwischen 80 und 120 KJ, um eine einzelne Tasse unter der gesamten Waschladung zu waschen. Der Grund für die hohe Emission von KJ beim Waschen eines einzelnen Bechers liegt in der Energie, die beim Erwärmen und beim Abkühlen des Wassers entsteht. Eine kommerzielle Waschmaschine hat einen Waschzyklus, einen Spülzyklus und erwärmt das Wasser auf brühende 80 Grad Celsius. (Ref) Selbstverständlich sollten wir hierbei berücksichtigen, dass die Analyse im Jahre 1994 durchgeführt wurde, als Menschen noch nicht über die effizientesten gewerblichen Geschirrspülmaschinen verfügten. Dies bedeutet nicht, dass kommerzielle Geschirrspülmaschinen heutzutage beim Waschen wenig Energie verbrauchen, sondern lediglich, dass die verwendete Energie von Maschine zu Maschine variieren kann. Dies gilt demnach auch für die hier genannten Werte.

Neben der Berücksichtigung des Spülens müssen wir auch den Unterschied zwischen der eingesetzten Energie und der in Kraftwerken verbrauchten Energie in Betracht ziehen, um die von der Geschirrspülmaschine benötigte Energie zu errechnen. Die Effizienz von Kraftwerken ist von Land zu Land und von Energiequelle zu Energiequelle unterschiedlich. Wenn wir jedoch Deutschland als Beispiel nehmen, sprechen wir von 6 Hauptquellen für die Energieerzeugung. (Ref) Das durchschnittliche Kraftwerk in Deutschland wird 60% der Energie aus dem Brennstoff liefern, den es verbrennt – die erneuerbare Energie miteinberechnet. Wir müssen die Waschenergie durch 0,6 teilen, wodurch wir auf eine höhere Menge an verbrannter Energie kommen, die für das Waschen wiederverwendbarer Becher aufgebraucht wird. Das Dividieren der 80 KJ Energie einer Geschirrspülmaschine durch 0,6 resultiert schließlich in 133 KJ, um einen Becher zu spülen.

Wenn wir diese Kalkulation nun in das vorherige Beispiel miteinbeziehen, muss ein wiederverwendbarer Plastikbecher mindestens 17 Mal und ein Keramikbecher 38 Mal verwendet werden, um so effizient wie ein Pappbecher zu sein.  

Die verwendeten Werte für die einzelnen Technologien sind die positivsten, die auf dem gesamten Markt verfügbar sind. Das bedeutet, dass der KJ-Wert abhängig von der (In-) Effizienz der Fertigungsanlage sehr variabel ist. Wir müssen, wie bereits erwähnt, ebenso berücksichtigen, dass die verwendeten Werte der Analyse von Martin B. Hocking aus dem Jahr 1994 stammen und nicht generalisierbar sind.

Wie ist der Lebenszyklus der Becher?

Der Energieaufwand von Einwegartikeln und wiederverwendbaren Bechern hängt auch davon ab, wie sie recycelt oder für Biomasse als Energiequelle verwendet werden.

Eine weggeworfene Keramikschale hat keinen Recyclingwert. Bei richtiger Wiederverwertung hingegen wird der Keramikbecher zerkleinert und dann zur Herstellung von Isoliermaterial und anderen Materialien verwendet. Wenn Plastikbecher zum Recycling von Kunststoffen und wenn Pappbecher zu Müllverbrennungsanlagen statt zu Mülldeponien gebracht werden, dann haben sie einen sogenannten verwertbaren Energiegewinn. Das heißt, sie können wiederverwendet werden, um neuen Kunststoff zu erzeugen, oder verbrannt werden, um Wärme oder Strom zu erzeugen, wodurch der Bedarf an anderen Energiequellen wie Öl oder Kohle verringert wird. Die wiederverwendbaren Plastikbecher haben eine wiedergewinnbare Energie von 2364 KJ für jeden Becher, was etwas mehr als 1/3 der Herstellungskosten ausmacht. Die Pappbecher haben eine rückgewinnbare Energie von 166 KJ für jeden Becher, was ebenfalls 1/3 der Herstellungskosten entspricht.

Wenn Sie die wiedergewinnbare Energie abziehen, erhalten Sie einen Energieverbrauch von 3936 KJ / Becher für einen recycelbaren Plastikbecher und 383 KJ / Becher für einen Pappbecher. Der Energieverbrauch für Keramikbecher bleibt gleich.

Es wurde geschätzt, dass die Sammlung von Kunststoff im Recyclingbetrieb mit Energiekosten von 0,28-0,40 kJ / g und 26,7 kJ / g verbunden ist. (Ref) Hier gehen wir davon aus, dass für das Recycling von Papier ähnliche Energiekosten anfallen. Diese Gleichung hängt natürlich vom Gewicht der einzelnen Tassen ab. Ein wiederverwendbarer Standard-Plastikbecher wiegt 75,4 g / Becher und unsere Pappbecher wiegen 9,34 g / Becher.

Wenn wir die Zahlen für den Energieverbrauch während der Produktion, der Verwendung und des Recyclings der Becher zusammenzurechnen, kommen wir zu dem Ergebnis, dass der wiederverwendbare Plastikbecher 5971 kj und die bedruckte Pappbecher 635 kj während des Lebenszyklus verwenden. Natürlich sollten wir die Becher nur recyceln, wenn die Energiekosten niedrig gehalten werden können. In einigen Ländern wie Dänemark werden Pappbecher nicht recycelt, da zum einen keine entsprechenden Recycling-Systeme vorhanden sind und zum anderen, Pappbecher für Biokraftstoff verwendet werden, welcher als erneuerbare Energiequelle eingestuft wird.

Fazit

Die in diesem Artikel verwendeten Zahlen hängen von den Energiekosten in Produktion, Transport und der Entsorgung der Becher ab. Alle diese Alternativen variieren von Land zu Land. Als grobe Richtlinie könnte man festhalten, dass Einwegbecher am besten für Situationen geeignet sind, in denen die Becher –wie der Name bereits impliziert– nur ein paar Mal verwenden sollen. Wiederverwendbare Becher hingegen sind für Bürogebäude und für zu Hause sinnvoll, da sie auf diese Weise mehrmals eingesetzt werden können.

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