Projekt 02709/01

Verwendung von Glas als recyclingfÀhige Alternative zum Polystyrol in der Zellkultur

ProjekttrÀger

Fachhochschule WeihenstephanFachbereich Biotechnologie
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85350 FreisingZielsetzung und Anlass des Vorhabens Die in der Biotechnologie gĂ€ngige und weit verbreitete in vitro-Technik der Zellkultur wird gegenwĂ€rtig ausschließlich mittels Einwegflaschen aus Kunststoff, vornehmlich auf der Basis von Polystyrol, durchgefĂŒhrt. Als mögliche Alternative kommen prinzipiell Mehrwegflaschen aus Glas in Frage, die - aus ökologischen GrĂŒnden - noch zusĂ€tzlich recyclingfĂ€hig sein sollten. Solche Glasflaschen sind derzeit auf dem Markt nicht verfĂŒgbar und mĂŒssten entwickelt, getestet und - bei erfolgreichen Ergebnissen - zur Marktreife gebracht werden. Eine solche Produktentwicklung erscheint aber nur dann sinnvoll, wenn die Substitution von Polystyrol- durch Glasflaschen ökologische Vorteile bringt. Ziel dieses Projekts ist es, im Rahmen einer Vorstudie zum Hauptprojekt (AZ 02709/02), festzustellen, welche ökologischen Vor- und Nachteile aus dem Einsatz von Mehrwegflasche aus Weichglas in der Zellkultur gegenĂŒber Polystyrol-Einwegflaschen resultieren. Die Ergebnisse dieser bilanzierenden EinschĂ€tzung sollten dazu dienen, ĂŒber die Förderung des beantragten Gesamtvorhabens zur technischen Realisierung des Einsatzes von Weichglas in der Zellkulturtechnik zu entscheiden. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenAufgrund der vorgegebenen Rahmenbedingungen - insbesondere hinsichtlich der zur VerfĂŒgung stehenden Zeit und Mittel - konnte keine vollstĂ€ndige ökologische Analyse und Bewertung, sondern vielmehr eine sogenannte Übersichtsbilanz auf Basis einiger Vereinfachungen und vieler Ein- und AbschĂ€tzungen erfolgen. Im Grunde sollte eine ErsteinschĂ€tzung der wichtigsten, bei Ökobilanzen diskutierten ökologischen KenngrĂ¶ĂŸen, auf Basis von Literaturdaten vorgenommen werden. Ergebnisse und Diskussion Die Ergebnisse der hier vorgenommenen AbschĂ€tzung der Umweltauswirkungen von Flaschen fĂŒr die Zellkultur aus Glas bzw. Polystyrol sind eindeutig: Sie fielen bei den hier betrachteten Umweltwirkungen weit ĂŒberwiegend zu Gunsten der Glasflasche aus. Ausnahmen sind der Einsatz von Wasser und - nahezu durchgĂ€ngig - der Einsatz mineralischer Ressourcen sowie bei einer Variante des Standardvergleichs die beiden toxischen Komponenten Schwefeldioxid (SO2) und Staub. Es zeigte sich, dass sich vor allem die relativ hohe Masse der heute verfĂŒgbaren Polystyrolflaschen ergebnisbestimmend auswirkt. ZusĂ€tzlich wirkten sich aber auch die Entsorgungspfade der Flaschen sowie der Transport von den USA nach Deutschland aus. Allerdings wĂŒrde selbst die Produktion der Polystyrolflasche in Deutschland verbunden mit einer stofflichen Verwertung der gebrauchten Flaschen das Ergebnis nicht zu Gunsten der Polystyrolflasche Ă€ndern. Bemerkenswert und ĂŒberraschend war, dass sich die Umlaufzahl der Glasflaschen im Labor nur unwesentlich auf das Ergebnis auswirkte. Dieses hatte zwei Ursachen: Zum einen ĂŒbertrifft im Beispiel des Verbrauchs erschöpflicher Energien die Nut-zungsphase bereits bei einer Nutzungsphase von 5 den Bereitstellungsaufwand der Glasflasche. Zum anderen werden fĂŒr die Produktion von 1 Tonne Polystyrol etwa 10-mal mehr Energieressourcen benötigt als fĂŒr die Produktion von 1 Tonne Glas. Um die Ergebnisse auf ihre Belastbarkeit zu prĂŒfen, wurde der Einfluss verschiedener Modifikationen des Lebenswegs (Varianten) auf die Endergebnisse untersucht und außerdem im Rahmen von SensitivitĂ€tsanalysen die break even points bestimmt (Nutzungszyklen, bei denen sich die betrachteten Umweltwirkungen egalisieren). Die Ergebnisse aller betrachteten Varianten Ă€ndern sich mit Ausnahme einer Variante (Energetische Nutzung der Polystyrolflasche in einer Wirbelschichtfeuerung) qualitativ nicht. Die break even points fĂŒr die Umlaufzahlen der Glasflasche lagen unter heutigen Bedingungen bei weniger als 1 bis knapp 2 Nutzungszyklen bzw. fĂŒr eine verbesserte Polystyrolflasche bei etwa 3 bis 7 Nutzungszyklen. Das gilt fĂŒr praktisch alle untersuchten Parameter; lediglich fĂŒr die Wirkungskategorie Staub fĂ€llt die notwendige Anzahl der Nutzungszyklen deutlich höher aus. Fazit In nahezu allen betrachteten Wirkungskategorien dominierte die Glasflasche aus ökologischen Gesichtspunkten ĂŒber die Polystyrolflasche. Lediglich der Verbrauch von mineralischen Ressourcen und Wasser spricht fĂŒr die Polystyrolflasche. Allerdings stehen die meisten mineralischen Ressourcen in ausreichender Menge zur VerfĂŒgung, wĂ€hrend der Ressourcenverbrauch fossiler Rohstoffe, der zu Gunsten der Glasflasche ausfĂ€llt, zu den wichtigsten KenngrĂ¶ĂŸen umweltpolitischer Entscheidungsprozesse zĂ€hlt. Unter diesen Gesichtspunkten und unter BerĂŒcksichtigung der Tatsache, dass die Glasflasche fĂŒr alle anderen betrachteten Umweltwirkungen deutliche Vorteile besitzt, kann die Empfehlung gegeben wer-den, solche Projekte weiterzuverfolgen, die zur (Weiter-)Entwicklung der Glasflasche in der Zellkultur fĂŒhren. Dabei ist es durchaus sinnvoll, solche Vorhaben mit entsprechenden ökologischen Begleitanalysen zu versehen. Hierzu gehört dann auch die Einbeziehung aller Einzelschritte der Lebenswege, da diese in diesem Vorhaben nicht umfassend berĂŒcksichtigt werden konnten, aber eine wichtige Entscheidungshilfe bei anderen noch anstehenden Fragestellungen, z. B. hinsichtlich der Wiederverwendbarkeit der Verschlussklappe, bieten können.

Übersicht

Telefon

089/487774

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089/487774

Bundesland

Bayern

Fördersumme

20.451,68 €

Förderzeitraum

04.06.1996 - 03.12.1996