Verpackungen haben eine lange Geschichte und sind eng mit der menschlichen Zivilisation verbunden. Ihr Konzept entstand, als die frühen Menschen erstmals Werkzeuge nutzten. Eines der frühesten Beispiele für „Verpackungen“ ist wahrscheinlich die Verwendung von Blättern zum Einwickeln von Lebensmitteln. Heutzutage bezieht sich Verpackung typischerweise auf einen Gegenstand, der Produkte für den Vertrieb, die Lagerung, den Transport, den Verkauf, die Verwendung und die Wiederverwendung umschließt und schützt. Ihre Hauptaufgabe besteht darin, Produkte sicher zu schützen. Doch da sich die Umweltzerstörung durch zunehmenden Verpackungsmüll verschlimmert, wächst die Nachfrage nach einer nachhaltigeren Gestaltung, Herstellung, Verwendung und Wiederverwertung von Verpackungen.
Angesichts der dringenden Notwendigkeit eines gesünderen, nachhaltigen Ökosystems wurde von politischen Entscheidungsträgern in der EU und China das Konzept der Kreislaufwirtschaft (CE) vorgeschlagen, um globale Herausforderungen durch die Schließung des Produktlebenszyklus zu bewältigen. Der Übergang zu CE erfordert eine radikale Abkehr vom linearen Wirtschaftsmodell; Sein Grundprinzip sind geschlossene Ressourcenkreisläufe, in denen Materialien verwendet, wiederverwendet und recycelt werden und so über mehrere Lebenszyklen hinweg Wert geschaffen wird. Am Ende ihrer Lebensdauer werden Güter in Ressourcen für andere umgewandelt, wodurch der Abfall durch dieses geschlossene Kreislaufsystem minimiert wird.
Die CE-Entwicklung erfordert gemeinsame Anstrengungen verschiedener Sektoren: Lieferanten, Hersteller, Recycler, Händler, Einzelhändler, Verbraucher und Abfallsammelanbieter. Die Verpackungsindustrie ist ein wichtiger, schnell wachsender Wirtschaftszweig – ihr Umsatz in Westeuropa macht etwa 2 % des BIP aus, wobei die Lebensmittelindustrie der wichtigste Abnehmer ist (fast 60 % der Gesamtproduktion). Verpackungen durchdringen das tägliche Leben, doch ihre Kehrseite sind massive Umweltprobleme, die durch traditionelle lineare Modelle „Herstellen, Transportieren, Verbrauchen und Entsorgen“ entstehen. Kunststoffe dominieren Verpackungsmaterialien: Der weltweite Verbrauch von Kunststoffverpackungen ist seit den 1950er Jahren stark angestiegen und macht 40,5 % aller produzierten Kunststoffe aus (der Sektor mit dem größten Kunststoffverbrauch in der EU). Allerdings bleiben die Recyclingquoten niedrig – 34,6 % in der EU, wobei über 23 % auf Deponien entsorgt werden; China und die USA haben sogar noch niedrigere Raten (25 % bzw. 9 %), was zu schwerer Umweltverschmutzung führt.
An der Verpackung sind mehrere Interessengruppen beteiligt: Rohstoffproduzenten, Designer, Hersteller, Transportunternehmen, Händler, Verbraucher und Behörden. Das Verpackungsdesign ist ein entscheidendes Glied in der Wertschöpfungskette, da es Materialien, Herstellungsprozesse und End-of-Life-Optionen bestimmt – alles entscheidend für das geschlossene Kreislaufmodell von CE. Bisherige Literaturrecherchen befassen sich jedoch selten systematisch mit CE-fokussiertem Verpackungsdesign; Die meisten konzentrieren sich auf Verbraucherverhalten, Kunststoffabfallmanagement oder Recyclingtechniken und vernachlässigen die Designphase. Insbesondere beeinflusst das Design etwa 80 % der Umweltauswirkungen von Verpackungen. Während sich einige Studien mit der industriellen Verpackungsentwicklung und grundlegenden Designtools befassen, bleiben der detaillierte Designprozess und die Überlegungen noch unzureichend erforscht. Keine vorherige Überprüfung untersucht speziell das Verpackungsdesign für CE aus einer designorientierten Perspektive.
Daher konzentriert sich diese Studie auf CE-bezogenes Verpackungsdesign und führt eine aktuelle Literaturrecherche durch. Die Erkenntnisse werden in einem zirkulären Verpackungsdesign-Rahmen zusammengefasst, der Schlüsselfaktoren und Überlegungen für den Designprozess umreißt. Das Papier ist wie folgt aufgebaut: Abschnitt 1 stellt CE- und Verpackungshintergrund vor; Abschnitt 2 gibt einen Überblick über CE-bezogene Verpackungsdesignvorschriften/-richtlinien auf verschiedenen Regierungsebenen; Abschnitt 3 beschreibt detailliert die Methodik der Literaturrecherche; Abschnitt 4 enthält systematische Übersichten über wissenschaftliche Veröffentlichungen zum CE-orientierten Verpackungsdesign. In Abschnitt 5 werden Ergebnisse und zukünftige Forschungstrends erörtert.
Dieser Abschnitt bietet einen Überblick über die Vorschriften und Richtlinien, die von Regierungen auf verschiedenen Ebenen eingeführt wurden, um die Herausforderungen im Zusammenhang mit Verpackungsabfällen anzugehen und eine Kreislaufwirtschaft zu erreichen.
Um drängende Herausforderungen im Umweltschutz anzugehen, hat die EU zahlreiche Vorschriften und Richtlinien erlassen. Die EU-Abfallgesetzgebung definiert Ziele und Bestimmungen für das Abfallrecycling: Wie in der Abfallrahmenrichtlinie 2018/851 dargelegt, müssen die Wiederverwendungs- und Recyclingquoten von Siedlungsabfällen bis 2025 55 %, bis 2030 60 % und bis 2035 65 % erreichen. Da Verpackungsabfälle einen großen Teil des Haushaltsabfalls ausmachen, müssen Verpackungen zur Erreichung dieser Ziele für mehrfache Wiederverwendung und verbesserte Recyclingfähigkeit ausgelegt sein.
Unter den Abfallarten Papier und Glas werden Kunststoffverpackungsabfälle in der Richtlinie 2018/852 besonders hervorgehoben, die strenge gewichtsbasierte Recyclingziele festlegt: Bis 2025 müssen mindestens 65 % aller Verpackungsabfälle recycelt werden, bis 2030 sollen es 70 % sein. Im Einklang mit der Abfallpolitik und -gesetzgebung der EU wurde die erste europäische Strategie für Kunststoffe in einer Kreislaufwirtschaft ins Leben gerufen, die darauf abzielt, das Design von Kunststoffprodukten zu verbessern, die Recyclingquoten von Kunststoffabfällen zu erhöhen und die Qualität recycelter Kunststoffe zu verbessern.
Um die in der EU-Abfallgesetzgebung dargelegten langfristigen Ziele zu erreichen, wurde im „Neuen Aktionsplan für die Kreislaufwirtschaft für ein saubereres und wettbewerbsfähigeres Europa“ der EU ein Aktionsplan vorgeschlagen. Ein zentraler Bestandteil dieses Plans ist die Entwicklung und Produktion nachhaltiger Produkte bei gleichzeitiger Veränderung des Konsumverhaltens. Der Plan konzentriert sich auf mehrere Sektoren, wobei Verpackungen und Kunststoffe ein hohes Kreislaufpotenzial aufweisen. Verpackungsdesigner spielen daher eine entscheidende Rolle bei der Förderung der Kreislaufwirtschaft – durch die Entwicklung nachhaltiger Verpackungen können sie das Verbraucherverhalten beeinflussen und Abfall sowohl in der Produktherstellung als auch in der Konsumphase minimieren.
Nationale Ebene
Als Reaktion auf die EU-Verpackungs- und Verpackungsabfallrichtlinie 2018/852 und die EU-Abfallgesetzgebung haben zahlreiche nationale Regierungen entsprechende Richtlinien formuliert. Beispielsweise hat die britische Regierung die Grundsatzerklärung zum Circular Economy Package (CEP) herausgegeben, in der drei Kernanforderungen für Verpackungen dargelegt werden:
(i) Verpackungen müssen so konzipiert, hergestellt und vermarktet werden, dass sie wiederverwendet oder verwertet werden können.
(ii) der Gehalt an gefährlichen oder schädlichen Stoffen in der Verpackung muss minimiert werden;
(iii) Verpackungsgewicht und -volumen müssen auf das erforderliche Minimum beschränkt werden und gleichzeitig das erforderliche Maß an Hygiene, Sicherheit und Verbraucherakzeptanz gewährleisten.
Darüber hinaus hat Frankreich im Jahr 2020 ein neues Gesetz erlassen, das auf eine Reduzierung des Kunststoffverbrauchs, eine verbesserte Wiederverwendung und ein besseres Recycling, eine erweiterte Herstellerverantwortung und eine obligatorische Bereitstellung von Verbraucherinformationen zur Erleichterung der Verpackungssortierung abzielt. Schweden hat außerdem eine nationale Kreislaufwirtschaftsstrategie angekündigt, bei der nachhaltiges Produkt- und Verpackungsdesign sowie nachhaltiger Materialverbrauch als zwei seiner vier Hauptschwerpunktbereiche identifiziert werden. Für Einzelheiten zu Richtlinien und Strategien in anderen Ländern wird auf die entsprechende Literatur verwiesen.
Regionale Ebene
Im Einklang mit den nationalen Richtlinien und Gesetzen zur Kreislaufwirtschaft (CE) haben die lokalen Behörden regionale CE-Strategien und Roadmaps veröffentlicht, die auf ihre lokalen Wirtschaftskontexte zugeschnitten sind. Diese Regionalpläne sind nicht nur von Umweltaspekten geprägt, sondern auch von den Interessen der Schlüsselsektoren der Region.
Das Weißbuch „Stadtverwaltungen und ihre Rolle bei der Ermöglichung eines Übergangs zur Kreislaufwirtschaft“ fasst kommunale CE-Fahrpläne zusammen, von denen viele einen sektorspezifischen Ansatz verfolgen. Beispielsweise legt Rotterdams Kreislaufwirtschaftsplan den Schwerpunkt auf den Bereich biobasierter Materialien. In der CE-Roadmap einer anderen Stadt werden Maßnahmen zur Reduzierung des Verbrauchs von Einweg-Plastikverpackungstüten vorgeschlagen – ein entscheidender Faktor, da der lokale Tourismus, ein wichtiger Wirtschaftsfaktor, ebenfalls erhebliche Mengen an Einwegverpackungsabfällen erzeugt. Paris will Trinkbrunnen installieren, um den Verbrauch von Flaschenwasser und den damit verbundenen Plastikmüll zu reduzieren.
Glasgows Kreislaufwirtschaftsstrategie fordert Designer dazu auf, umweltfreundliche Materialien auszuwählen, Abfall durch Design zu vermeiden und sich an Designprinzipien für Zerlegbarkeit und Anpassungsfähigkeit zu halten. Städte auf der ganzen Welt, wie zum Beispiel [Beispiele weggelassen], haben ähnliche Strategien entwickelt; Relevante Whitepaper bieten detaillierte Übersichten über globale kommunale Kreislaufinitiativen.
Bei diesen von der lokalen Regierung geleiteten CE-Strategien zeichnet sich ein einheitlicher Schwerpunkt ab: Um die Kreislaufwirtschaft zu verwirklichen, müssen Designer und Hersteller eine größere Verantwortung für die nach der Verwendung anfallenden Abfälle ihrer Produkte übernehmen – eine Verantwortung, die sie derzeit nicht vollständig tragen.
Methoden
Um wissenschaftliche Studien zu identifizieren, die sich auf Verpackungsdesign im Kontext der Kreislaufwirtschaft konzentrieren, wurde eine systematische Literaturrecherche durchgeführt, die sich auf die vorgeschlagene Methodik stützte. Die Überprüfung erfolgte in drei Kernschritten: Planung, Ausführung und Berichterstattung.
In der Planungsphase wurden wichtige Forschungsschlüsselwörter identifiziert und ein detailliertes Überprüfungsprotokoll erstellt. Der Durchführungsschritt umfasste die Suche nach Literatur in mehreren renommierten akademischen Datenbanken – darunter ISI Web of Science, Scopus, Google Scholar und Ei Compendex –, gefolgt von einer ersten Sichtung und eingehenden Analyse relevanter Quellen. Abschließend wurden die Überprüfungsergebnisse in der Berichtsphase zusammengefasst und dokumentiert.
Im Einklang mit der angewandten Methodik wurden spezifische Schlüsselwörter und Suchbegriffe (unten aufgeführt) ausgewählt. Um eine umfassende Überprüfung zu gewährleisten, wurden Kombinationen dieser Schlüsselwörter in mehreren Datenbanksuchen verwendet, um Studien zu finden, die für kreislaufwirtschaftsorientiertes Verpackungsdesign relevant sind. Die Suche erfolgte ausschließlich über die oben genannten wissenschaftlichen Datenbanken, um geeignete Literatur für die Forschung zu kuratieren.
Ergebnisse und Diskussionen
Dieser Abschnitt konzentriert sich auf die Überprüfung der neuesten Forschungsergebnisse zum Verpackungsdesign im Kontext einer Kreislaufwirtschaft. Die Ergebnisse dieser Literaturrecherche finden sich in der Materialauswahl, der Konzeptentwurfsphase, der Designentwicklungsphase sowie in Tools und Indikatoren zur Designverifizierung wieder. Über die Ergebnisse wurde eine ausführliche Diskussion geführt und zukünftige Forschungsmöglichkeiten identifiziert.
Materialauswahl
Grundsätze der Materialauswahl
Die Materialauswahl steht im Mittelpunkt des Konzepts der Kreislaufwirtschaft (CE). Die Bedeutung der Verwendung umweltfreundlicher Materialien wurde in der wissenschaftlichen Literatur, in nationalen Regierungsstrategien und im öffentlichen Diskurs wiederholt betont. Verpackungen können aus verschiedenen Materialien hergestellt werden – Papier, Glas, Metall, Kunststoff und mehr – wobei Kunststoffe besondere Aufmerksamkeit erregen: Verpackungsabfälle aus Kunststoff machen weltweit den größten Anteil an Verpackungsabfällen aus und stellen eine ernsthafte Bedrohung für die Ökosysteme der Erde dar.
Aufgrund wichtiger Gesetzesänderungen in der EU müssen die in Verpackungen verwendeten Polymermaterialien nun während des gesamten Produktlebenszyklus ordnungsgemäß verwaltet werden. Zwei entscheidende Prioritäten für die Erreichung der EU-Ziele sind: Reduzierung des Verpackungsabfallaufkommens und Verbesserung der Recyclingfähigkeit von Verpackungsmaterialien für die Materialrückgewinnung. Eine Abfallreduzierung kann durch die Minimierung des Materialverbrauchs durch durchdachtes Design (ausführlich in den folgenden Abschnitten über Konzeptdesign, Designentwicklung und Wiederverwendung von Verpackungen) und den Einsatz biologisch abbaubarer Materialien erreicht werden, die eine Deponierung oder Verbrennung vermeiden. Materialrecycling hingegen kann durch die Verwendung recycelter Materialien oder solcher mit hohem Recyclinganteil realisiert werden; Wenn Recycling nicht möglich ist, ist die Energierückgewinnung (Energiegewinnung aus Abfall) eine praktikable Alternative. Zu den praktischen Beispielen gehören die umweltfreundlichen Verpackungen von Dell – die Tabletts bestehen zu über 93 % aus wiederverwertbaren Kunststoffen, darunter 25 % aus dem Meer stammenden Kunststoffen und recyceltem hochdichtem Polyethylen (HDPE) aus Flaschen und Lebensmittelbehältern – und die AIR-Strategie von Adidas-Parley, bei der Meeresschaum-Laufschuhe Polyethylenterephthalat (PET)-Fasern aus Plastikflaschen und Nylon aus weggeworfenen Kiemennetzen enthalten.
Über die CE-spezifischen Materialauswahlprinzipien hinaus gelten weiterhin die traditionellen Kriterien für das Verpackungsdesign:
(i) Verbesserung der Materialfunktionalität zum Schutz der Produktqualität;
(ii) Kostensenkung;
(iii) Verwendung sauberer, sicherer Materialien, die für Menschen und Ökosysteme ungefährlich sind.
In den folgenden Unterabschnitten werden die wichtigsten Überlegungen zur Materialauswahl im zirkulären Verpackungsdesign dargelegt.
Eigenschaften von wiederverwendeten und recycelten Verpackungsmaterialien
Materialien und mechanische Eigenschaften von wiederverwendeten und recycelten Materialien
Die Machbarkeit der Schließung von Materialkreisläufen hängt stark von den Eigenschaften wiederverwendeter und recycelter Materialien ab – insbesondere davon, ob diese Materialien (oder die daraus hergestellten Komponenten und Produkte) angesichts ihrer verbleibenden Eigenschaften, Merkmale und Funktionalitäten effektiv zurückgewonnen, wiederaufbereitet und zur Wiederverwendung oder zum Recycling weiterverteilt werden können.
Wissenschaftler haben Designer und Ingenieure aufgefordert, die Material- und mechanischen Eigenschaften von Verpackungskunststoffen zu verstehen, da sich diese nach mehrmaligem Gebrauch oder Wiederaufbereitungszyklen allmählich verschlechtern können. Untersuchungen zeigen, dass sich Kunststoffe nach sieben Recycling-Iterationen typischerweise bis zur Unbrauchbarkeit verschlechtern. Studien haben beispielsweise ergeben, dass der Elastizitätsmodul von Polypropylen (PP) nach der Wiederaufbereitung abnimmt, wodurch das Material weniger elastisch und spröder wird; Auch wiederholtes Waschen wirkt sich negativ auf die Qualität der PP-Verpackung aus. Darüber hinaus erhöht die Verarbeitung von recyceltem Polyethylenterephthalat (PET) die Schmelzviskosität, verringert die Fließfähigkeit des Materials beim Blasformen und führt zu minderwertigen Endprodukten. Im Gegensatz dazu behält hochdichtes Polyethylen (HDPE) über mehrere Wiederaufbereitungszyklen hinweg nahezu unveränderte mechanische Eigenschaften und ist damit PP und PET in dieser Hinsicht überlegen. Andere Untersuchungen untersuchten das Mischungsverhältnis von neuem zu recyceltem PET und kamen zu dem Ergebnis, dass eine 70/30-Mischung während der Extrusion günstige rheologische, mechanische und thermische Eigenschaften aufweist. Studien zur Analyse der Verarbeitbarkeit und der mechanischen Leistung von wiederaufbereiteten PET-, Polyethylen- (PE) und PP-Proben ergaben, dass PET-Abfälle – selbst bei hoher Heterogenität – gut für das Recycling im geschlossenen Kreislauf geeignet sind und mehrfach recycelt werden können, während PP-Abfälle (ob gemischt oder sortenrein) aufgrund der erheblichen Zersetzung beim Recycling nicht dazu geeignet sind. Weitere Untersuchungen untersuchten die Auswirkungen des Gehalts an Ethylenvinylalkohol (EVOH) in recycelten mehrschichtigen HDPE-Lebensmittelverpackungen (z. B. Trinkjoghurtflaschen für den Außer-Haus-Verzehr). Wie in früheren Arbeiten erwähnt, werden in einigen Verpackungsanwendungen im Meer gebundene Kunststoffe und anderes recyceltes HDPE im Verhältnis 1:3 gemischt, um sicherzustellen, dass die chemische Zusammensetzung und die Qualität des Endprodukts nicht wesentlich durch Verunreinigungen in recycelten Kunststoffen beeinträchtigt werden. Bei der Auswahl der Materialien für das zirkuläre Verpackungsdesign müssen Designer auch nachfolgende Recyclingprozesse berücksichtigen: Beispielsweise verbraucht das PET-Recycling aufgrund seiner hohen Temperaturbeständigkeit und relativen Inertheit mehr Energie. Eine Studie zu den wirtschaftlichen und ökologischen Auswirkungen verschiedener Polymere identifizierte PP, PE, Polyvinylchlorid (PVC) und Polymilchsäure (PLA) als bevorzugte Optionen, da ihre Produktion den Abbau fossiler Brennstoffe verringert und ihr Recycling weniger Energie erfordert. Darüber hinaus haben Polyolefine eine höhere Schadstoffaufnahmerate als PET, was eine intensive Reinigung beim Recycling erfordert und die damit verbundenen Kosten erhöht. Für detaillierte Einblicke in Recyclingtechniken und Kunststoffabfallmanagement wird auf die zitierte Literatur verwiesen.
Bei der Auswahl potenzieller Materialien sollte insbesondere die Produktanwendung im Vordergrund stehen, da sie die Materialverfügbarkeit stark einschränkt. Beispielsweise erfordern nachfüllbare Handwaschgel-Verpackungen starre, haltbare Materialien – idealerweise an bestimmten Stellen durchscheinend –, während Mehrweg-Getränkeflaschen elastische, leichte Materialien (zur Reduzierung der Transportkosten) mit hervorragender Wiederaufbereitbarkeit für mehrere Recyclingzyklen erfordern.
Gefahren von recycelten Materialien
Während der EU-Aktionsplan für die Kreislaufwirtschaft die Verwendung recycelter Materialien als zentrale „goldene Regel“ fördert, ist es wichtig zu beachten, dass bestimmte recycelte Materialien inhärente Gefahren mit sich bringen. Designer müssen sich dieser potenziellen Risiken voll bewusst sein, wenn sie solche Materialien in bestimmten Anwendungen verwenden – insbesondere bei Lebensmittelverpackungen und Kinderspielzeugverpackungen.
Recycelte Polymere stellen Gefahren dar, vor allem aufgrund von Phthalaten, einer Klasse gesundheitsschädlicher Chemikalien, die bei der Kunststoffherstellung häufig als Weichmacher hinzugefügt werden. Allerdings ist eine vollständige Eliminierung von Phthalaten nicht immer möglich, da es sich dabei um wichtige Zusatzstoffe für die Formung von Produkten in die gewünschte Form handelt. Bei der Wiederaufbereitung recycelter Kunststoffe oder in späteren Produktionsschritten (z. B. Etikettieren und Kleben) können zusätzliche Phthalate eingetragen werden, die bei der Wiederverwertung von Haushaltskunststoffabfällen in der Regel nicht entfernt werden.
Forscher haben eine Datenbank entwickelt, die die in Kunststoffverpackungen verwendeten Chemikalien dokumentiert, darunter auch solche, die für die menschliche Gesundheit und die Umwelt gefährlich sind. Studien zur Messung des Phthalatgehalts in Neu-, Recycling- und Abfallkunststoffen ergaben, dass recycelte Kunststoffe während des Recyclingprozesses mehr Phthalate anreichern. Weitere Untersuchungen brachten einen Zusammenhang zwischen der zunehmenden Verwendung von recycelten PET-Flaschen in Lebensmittelverpackungen und einer höheren Phthalatexposition bei Kindern her. Neben Phthalaten wurden in Kinderspielzeug auch andere Zusatzstoffe wie Flammschutzmittel nachgewiesen. Es gibt Hinweise darauf, dass diese Stoffe über recycelte Materialien in neue Produktlebenszyklen gelangen. Verbotene bromierte Diphenylether (BDE)-Flammschutzmittel wurden in hohen Konzentrationen auch in verschiedenen neuen und wiederverwendbaren Verbraucherprodukten und Verpackungen (einschließlich Kinderspielzeug und Automobilkomponenten) gefunden. Diese bioakkumulierbaren BDEs und andere persistente Substanzen können nicht wirksam aus Kunststoffabfallströmen abgetrennt werden, daher sollten strengere Beschränkungen für die Verwendung von recyceltem Kunststoff für bestimmte Produkte und Anwendungen eingeführt werden.
Konzeptionelle Entwurfsphase
Nach der Auswahl geeigneter Materialien besteht die nächste Phase darin, mehrere Verpackungsdesignkonzepte zu erstellen. Es sollte betont werden, dass es sich aufgrund ihrer miteinander verbundenen Natur um einen iterativen Prozess von der Materialauswahl bis zur konzeptionellen Gestaltung handelt. In diesem Unterabschnitt werden die Faktoren besprochen und zusammengefasst, die Designer während der Konzepterstellungsphase berücksichtigen sollten.
Wiederverwendbare Verpackung
Wiederverwendbare Verpackungen passen perfekt zum Konzept der Kreislaufwirtschaft und sollten nach Möglichkeit das Hauptanliegen der Designer sein – ihre Verwendung vermeidet zusätzliche Kosten, die mit der Verarbeitung recycelter Verpackungen und der anschließenden Wiederaufbereitung verbunden sind. Im Allgemeinen können wiederverwendbare Verpackungen in vier Arten eingeteilt werden: nachfüllbare Großverpackungen (wiederverwendbar), wiederbefüllbare Hauptverpackungen (Flaschen und Behälter), Mehrwegverpackungen (Behälter, Flaschen, Becher und Teller) und Transportverpackungen (Boxen und Weichverpackungen).
Wissenschaftler haben Faktoren analysiert, die die wirtschaftlichen und ökologischen Auswirkungen von wiederverwendbaren Verpackungen beeinflussen. Es wurde festgestellt, dass sich Rücklaufquoten, Transportentfernungen sowie die Schwierigkeit und Kosten der Sortierung, Reinigung und Wartung negativ auf die Vorteile von Mehrwegverpackungen auswirken – wobei jede Erhöhung dieser Faktoren ihren Wert beeinträchtigt. Es muss ein sorgfältiges Gleichgewicht zwischen Mehrweg- und Einwegverpackungen unter Berücksichtigung der Materialproduktion, der Entsorgung von Einwegmaterialien und der erhöhten Transportanforderungen von Mehrwegverpackungen gefunden werden. Darüber hinaus müssen Designer bei der Entwicklung wiederverwendbarer Verpackungen für Märkte, die traditionell auf Einwegoptionen angewiesen sind, die Hindernisse für deren Einführung verstehen. Untersuchungen zeigen, dass die Einführung wiederverwendbarer Verpackungen nicht nur für Hersteller und Einzelhändler, sondern auch für Verbraucher systemische Veränderungen erfordert, die nur durch eine Neuorganisation der Lieferkette und neue Investitionen in Produktionslinien erreichbar sind. Nachfolgend finden Sie eine Zusammenfassung der wichtigsten Hindernisse für jeden Stakeholder:
Produzenten: Erhöhte Logistikkomplexität; Neuorganisation der Lieferkette zur Anpassung an neue Verpackungs- und Lagerbestandsszenarien; höhere Kosten und Verzögerungen bei der Bearbeitung zurückgegebener nachfüllbarer Verpackungen (z. B. Behälter), insbesondere in globalen Lieferketten; erhebliche Investitionen in den Aufbau von Produktionssystemen für Mehrwegverpackungen.
Einzelhändler: Zusätzliche Lagerinvestitionen zur Lagerung zurückgegebener Mehrwegverpackungen (z. B. Behälter); zusätzliche Kosten zur Einhaltung der Hygieneanforderungen für zurückgegebene Verpackungen; laufende Kosten für die Reinigung und Wartung von Geräten (z. B. Spender zum Sortieren und Lagern zurückgegebener Behälter).
Verbraucher: Die Hauptsorgen konzentrieren sich auf Unannehmlichkeiten, darunter:
(i) Probleme bei der Benutzerfreundlichkeit in allen Altersgruppen (z. B. sind einige nachfüllbare Verpackungen für ältere Menschen schwierig);
(ii) die Notwendigkeit, leere Verpackungen zum Nachfüllen an Einzelhändler oder bestimmte Tankstellen zurückzugeben;
(iii) potenzielle Nichtverfügbarkeit von Nachfüll- oder Ersatzartikeln und (iv) höhere Verpackungskosten.
Forscher haben 14 Erfolgsfaktoren für wiederverwendbare Kunststoffverpackungen identifiziert und bewertet, darunter reduzierte Verpackungsabfälle, geringere Transport-/Verpackungs-/Abfallmanagementkosten und eine effiziente Lagerraumnutzung, die direkt mit einem effektiven Verpackungsdesign verbunden sind. Andere Studien betonen jedoch, dass das Engagement des Top-Managements, eine optimierte Bestandsverwaltung und ein schlanker Support die drei wichtigsten Faktoren für die Realisierbarkeit von Geschäftsmodellen für wiederverwendbare Kunststoffverpackungen sind. Es wurden auch Schlüsselmerkmale effektiver nachfüllbarer Verpackungen identifiziert: gute Qualität und Wertigkeit, Benutzerfreundlichkeit und eine deutliche Reduzierung des Volumens der produzierten und vertriebenen Verpackungsmaterialien.
Verwendung mehrerer Materialien
Eine zentrale Richtlinie für das kreislauforientierte Verpackungsdesign ist die Minimierung der Anzahl der verwendeten Materialien – dies ist besonders wichtig für Haushaltsverpackungen aus Kunststoff. Kunststoffabfälle aus Haushalten sind in der Regel heterogen und können Verunreinigungen enthalten, was zu minderwertigen recycelten Kunststoffen führt, die ein Recycling im geschlossenen Kreislauf behindern. Eine Studie, die Verpackungsabfälle von Einweg-Säuglingsnahrungsflaschen in irischen Entbindungskliniken untersuchte, ergab, dass solche Flaschen häufig aus einer großen Vielfalt an Materialien (z. B. Flaschen, Sauger und Außenverpackungen) bestehen, was die Ermittlung geeigneter Abfallbehandlungsmethoden vor Herausforderungen stellt. In der Studie wurde empfohlen, die Materialvielfalt zu reduzieren, um Recyclingprozesse zu erleichtern.
Darüber hinaus sollte der Einsatz von Multipolymermaterialien soweit möglich vermieden werden. Multipolymere enthalten oft Verunreinigungen, die die Recyclingfähigkeit des Materials beeinträchtigen und andere wiedergewonnene Kunststoffabfälle verunreinigen. Diese Materialien werden bei der Wiederaufbereitung typischerweise aussortiert und der Verbrennung zugeführt, was zu zusätzlicher Umweltverschmutzung führt. Wenn der Einsatz von Multipolymeren unumgänglich ist, schlagen Wissenschaftler vor, einzelne, trennbare Komponenten zu entwerfen (z. B. durch modularen Aufbau), um die Trennung und Sortierung von Multipolymerteilen beim Recycling zu ermöglichen.
Optionen für das Lebensende
Die Forscher untersuchten die Auswirkungen der Wiederverwendung und des Recyclings von Verpackungen auf die Umwelt und betonten, dass Designer während der Designphase die Optionen für das Lebensende eines Produkts berücksichtigen und definieren müssen. Umweltauswirkungen, relevante Gesetze, Verpackungsqualität und Kosten (z. B. Herstellungs- und Wiederaufbereitungskosten) erfordern eine sorgfältige Abwägung, da diese Faktoren direkten Einfluss auf die Formulierung von Rückgaberichtlinien haben.
Andere Wissenschaftler schlugen vor, dass Designer die Natur der Verpackung überdenken und sie nicht nur als schützendes Accessoire betrachten sollten, sondern als ein Produkt, das Verbraucher kaufen, besitzen und schließlich entsorgen. Anstelle traditioneller Eigentumsmodelle sollten sich Verbraucher mit Verpackungen als Dienstleistung befassen: Nach Gebrauch geben sie die Verpackungen an Einzelhändler (und letztendlich an Hersteller) zurück und erhalten dafür Gutschriften, die für den Kauf neuer Verpackungen verwendet werden können.
Design für die Logistik
Forscher haben die erhöhte logistische Komplexität und die damit verbundenen Kostensteigerungen nachgewiesen, wie in früheren Studien dargelegt. Für Wirtschaftsunternehmen ist es unerlässlich, ein Gleichgewicht zwischen Kosten und Umweltauswirkungen zu finden. Darüber hinaus ist die Umweltverträglichkeitsprüfung vielfältig – zum Beispiel reduzieren wiederverwendbare Verpackungen den Abfall, können aber durch häufigere Transporte zu einem Anstieg der CO₂-Emissionen führen. In einer Studie wurden zwei Verpackungs- und Vertriebssysteme für italienisches Obst und Gemüse in ganz Europa verglichen: Einweg-Wellpappenbehälter und wiederverwendbare Kunststoffbehälter. Dabei wurden Transportentfernung und Verpackungsgröße als die beiden kritischsten Einflussfaktoren identifiziert.
Forscher haben auch Bedenken hinsichtlich erhöhter Treibhausgasemissionen durch mehrfache Transporte wiederverwendbarer Verpackungen geäußert. Ein bemerkenswertes Beispiel ist eine Studie, in der die Umweltauswirkungen zweier Mango-Verpackungsmaterialien in Brasilien verglichen werden: wiederverwendbarer Verbundstoff und herkömmlicher Einwegkarton. Zu den Hauptproblemen gehörten der höhere Stromverbrauch für die Herstellung von Verbundverpackungen und der höhere Kraftstoffverbrauch für den Transport der schwereren Verbundbehälter. Die Studie ergab, dass nach mehr als vier Verwendungen die CO₂-Emissionen beim Transport von Verbundverpackungen im Vergleich zu Einwegkartons weniger umweltfreundlich waren – was auf die große geografische Größe Brasiliens zurückzuführen ist, die einen Transport über große Entfernungen erfordert. Darüber hinaus wird in Brasilien Einwegkarton zur Energiegewinnung verbrannt. Somit erwies sich Einwegkarton nach vier Wiederverwendungen von Verbundverpackungen als die bessere Option. Im Gegensatz dazu zeigten die Ergebnisse, dass der Break-Even-Punkt (wo Verbundverpackungen umweltfreundlicher werden) im europäischen Kontext erst nach 35 Wiederverwendungen erreicht wurde. Dies deutet darauf hin, dass Designer zwar generell dazu ermutigt werden, die Wiederverwendungszyklen von Verpackungen zu maximieren, Transportentfernungen und die daraus resultierenden Treibhausgasemissionen jedoch nicht außer Acht gelassen werden dürfen.
Wenn Produkte und ihre Verpackungen außerdem auf lokale oder regionale Märkte ausgerichtet sind, müssen lokale Rücklaufquoten in den Designprozess integriert werden. Eine Studie untersuchte das Sammelsystem für Haushaltsverpackungsabfälle in der Slowakei und stellte fest, dass die Recyclingquote bestimmter Materialien (z. B. PET-Getränkeverpackungen) deutlich hinter den EU-Zielen zurückblieb, wobei zwischen zwei Städten Unterschiede beobachtet wurden. Die Forscher fügten hinzu, dass die Recyclingquoten ein entscheidender Faktor für die gesamten Logistikkosten seien, da höhere Recyclingquoten typischerweise mit geringeren damit verbundenen Kosten einhergehen. Daher sollten Designer bei der Auswahl der Materialien die lokalen Rückgabe- oder Recyclingquoten für diese Materialien berücksichtigen. Eine fundierte Materialauswahl ist unerlässlich, um das lokale Abfallrecycling zu erleichtern und dadurch die Gesamtkosten zu senken.
Designentwicklungsphase
Funktionalität der Verpackung
Während die primäre Funktion der Verpackung darin besteht, das eingeschlossene Produkt zu schützen, stehen auch andere Faktoren, die die Verpackungsqualität und das Benutzererlebnis beeinflussen, in engem Zusammenhang mit der Abfallerzeugung. Wissenschaftler haben darauf hingewiesen, dass sich die aktuelle Forschung stark auf die Verlängerung der Produktlebensdauer oder die Nutzung von Abfällen als Rohstoff konzentriert, der Bekämpfung der eigentlichen Abfallursachen jedoch nicht genügend Aufmerksamkeit schenkt. Eine Studie zur Untersuchung von Lebensmittelabfällen im Zusammenhang mit unzureichendem Verpackungsdesign identifizierte drei Hauptursachen für unnötigen Abfall: „Schwierigkeiten beim vollständigen Entleeren der Verpackung“, „beschädigte Verpackung“ und „Schnelles Verderben von Lebensmitteln in wiederverschließbaren oder geöffneten Verpackungen“. Dies weist darauf hin, dass Lebensmittelverpackungen so gestaltet sein sollten, dass sie sich leicht entleeren und wiederverschließen lassen und gleichzeitig einen angemessenen physikalischen und chemischen Schutz für den Inhalt bieten sollten.
Forscher raten Designern, beim Design von Lebensmittelverpackungen eine doppelte Perspektive zu berücksichtigen: Obwohl Verpackungen – insbesondere Verpackungen auf Kunststoffbasis – das Gesamtabfallvolumen erhöhen, reduzieren sie gleichzeitig die Lebensmittelverschwendung, indem sie Produkte schützen und die Haltbarkeitsdauer verlängern. Zu den Schlüsselindikatoren für das Design von Lebensmittelverpackungen gehören die Verlängerung der Haltbarkeitsdauer, die Reduzierung von Lebensmittelschäden und die Minimierung von Sekundärverpackungen. Weitere Studien haben ergeben, dass die Umweltauswirkungen von Lebensmittelverpackungen im Vergleich zu denen der darin enthaltenen Lebensmittel relativ gering sind.
In einer separaten Studie gestalteten Forscher die nachfüllbare Verpackung für ein Körperwaschprodukt neu und stellten fest, dass der entscheidende Erfolgsfaktor darin bestand, sicherzustellen, dass Verbraucher leicht verstehen konnten, wie sie den Primärbehälter nachfüllen und das Produkt verwenden. Neben der erwarteten Haltbarkeit nachfüllbarer Verpackungen ist auch die Funktionalität wichtig und sollte nicht beeinträchtigt werden.
Größe, Form und Farbe
Aus Recycling-Sicht besteht eine allgemeine Best Practice darin, die Verwendung von schwarzem oder dunkel gefärbtem Kunststoff für Verpackungen zu vermeiden. Der Hauptgrund dafür ist, dass die meisten Sortieranlagen Nahinfrarot-Spektroskopiescanner (NIR) verwenden, die bei der Erkennung schwarzer oder dunkler Kunststoffe vor technischen Herausforderungen stehen. Dennoch sind 10–11 % der derzeit in Verpackungen verwendeten PET-, PP- und PE-Kunststoffe schwarz.
Hinsichtlich der Verpackungsgröße und -form müssen Designer ein Gleichgewicht zwischen Nachfüllvolumen und Kosten herstellen. Nachfüllbare Verpackungen sind oft groß dimensioniert, um mehr Inhalt aufzunehmen und so den wirtschaftlichen Nutzen zu maximieren. Größere Packungen erhöhen jedoch die Kosten für Verpackungen, die bereits teurer sind als Einwegalternativen. Forscher schlagen vor, dass Lebensmittelverpackungen gut an den Lebensmittelinhalt angepasst sein sollten: Es wurde festgestellt, dass die Verwendung entsprechend dimensionierter Verpackungen sowohl Lebensmittelverluste/-abfälle als auch Verpackungsabfälle reduziert. Wissenschaftler haben auch darauf hingewiesen, dass übergroße Verpackungen einen großen Beitrag zur Lebensmittelverschwendung leisten und vermieden werden sollten. Um die Verpackungskosten weiter zu senken, betonen Studien außerdem die Notwendigkeit, die Vielfalt der Verpackungsformen und -größen zu reduzieren.
Modularer Aufbau und Beschriftung
Modulares Design ist eine Designtheorie, die ein Produkt oder System in kleinere Bestandteile unterteilt. Diese Teile können innerhalb eines einzelnen Produkts oder über verschiedene Produkte und Systeme hinweg unabhängig voneinander entworfen, geändert, hergestellt, ersetzt oder ausgetauscht werden. Bei Verpackungen, die aus verschiedenen Materialien oder Multipolymeren bestehen, sollte, soweit möglich, ein modulares Design gewählt werden. Dies erleichtert die Trennung und Sortierung verschiedener Materialien – besonders wichtig für Multipolymere, die für das Recycling nicht mit anderen Polymeren gemischt werden können, da eine solche Vermischung zu einer erheblichen Verschlechterung der recycelten Materialien führen würde.
In einer Fallstudie zum Lebenszyklus der Getränkedosenverpackungen von Carlsberg stellten Forscher fest, dass die Gestaltung des Dosenkörpers und des Deckels für eine einfache Trennung die Recyclingfähigkeit verbesserte, insbesondere in mehreren Recyclingsystemen mit geschlossenem Kreislauf. Eine klare Kennzeichnung der Materialzusammensetzung und Recyclingrichtlinien wurden ebenfalls als wesentlich für die Erzielung einer hochwertigen Wiederverwertung identifiziert. In einer anderen Studie wurde eine dreischichtige Struktur aus Polyethylen (PE) für Lebensmittelverpackungen vorgeschlagen: Außenschichten aus reinem PE (zur Sicherheit beim Lebensmittelkontakt) und eine Mittelschicht aus recycelten flexiblen PE-Folien. Dieses Design reduziert die Abhängigkeit von Neumaterialien durch die Einbindung von recyceltem PE in die Schicht, die nicht mit Lebensmitteln in Berührung kommt. Dieses Konzept kann auf modulare Verpackungen ausgeweitet werden, bei denen recycelte Materialien für bestimmte Komponenten verwendet werden. Krankenhäuser erzeugen erhebliche Mengen an Kunststoffverpackungen und Produktabfällen. Eine Studie über Verpackungsabfälle aus Einweg-Säuglingsnahrungsflaschen ergab, dass eine klare Kennzeichnung der Recyclingfähigkeit für jede Komponente die Komplexität der Abfallbewirtschaftungs- und Recyclingprozesse verringert.
Einbettung des Kreislaufwirtschaftskonzepts in das Design
Die Umweltvorteile zirkulärer Verpackungen hängen nicht nur von den Merkmalen des Verpackungsdesigns (z. B. verwendete Materialien und optische Erscheinung) ab, sondern auch von der Bereitschaft der Verbraucher, solche Produkte zu kaufen. Studien haben gezeigt, dass das visuelle Erscheinungsbild und die Werbung die Wahrnehmung der Verbraucher hinsichtlich der Nachhaltigkeit von Verpackungen beeinflussen. Forscher untersuchten die Reaktionen der Verbraucher auf Verpackungsdesign – aus der doppelten Perspektive von Materialien und Grafiken – und stellten fest, dass Verbraucher bereit sind, einen Aufpreis für nachhaltige Verpackungen zu zahlen. Eine weitere Studie zur Motivation der Verbraucher, Plastikverpackungsmüll zu vermeiden, ergab, dass sie bereit sind, für recycelte und wiederverwertbare Verpackungsmaterialien, insbesondere Kunststoffe, mehr zu zahlen. Allerdings ist der Begriff „Nachhaltigkeit“ für Verbraucher nicht eindeutig, da sie sich bei der Beurteilung der Nachhaltigkeit einer Verpackung häufig auf ungenaue, manchmal irreführende Laienmeinungen verlassen. Wissenschaftler raten dringend dazu, Konzepte der Kreislaufwirtschaft – wie zum Beispiel nachfüllbare Verpackungen für Körperwaschmittel – den Verbrauchern klar zu vermitteln und deutlich zwischen Original- und Nachfüllpackungen zu unterscheiden.
Dies unterstreicht die dringende Notwendigkeit, die Grundsätze der Kreislaufwirtschaft in das Verpackungsdesign zu integrieren und den positiven Beitrag des Produkts und/oder der Verpackung zur Kreislaufwirtschaft hervorzuheben. In einer Übersichtsstudie wurde außerdem festgestellt, dass die Bereitschaft der Verbraucher, Kunststoffverpackungen zu recyceln, von Umweltbedenken abhängt und umweltbezogene Botschaften ihre Recyclingmotivation steigern können. Daher müssen Designer darüber nachdenken, wie sie solche Botschaften durch das Verpackungsdesign optimal integrieren und vermitteln können, um das Engagement der Verbraucher für das Recycling zu stärken. Forscher haben jedoch davor gewarnt, Konzepte der Kreislaufwirtschaft übermäßig zu nutzen: Die Integration mehrerer solcher Prinzipien in ein einziges Verpackungsdesign erhöht nicht die Kauf- oder Recyclingbereitschaft der Verbraucher, da diese Maßnahmen nur eine minimale zusätzliche moralische Befriedigung mit sich bringen.
Design-Fallstricke
Abgesehen von den verschiedenen Designüberlegungen, die eine zirkuläre Verpackung fördern, gibt es bei herkömmlichen Verpackungsdesigns häufige Fallstricke, die Designer vermeiden sollten. Lacke werden beispielsweise häufig in der Getränkeverpackungsindustrie (z. B. Aluminiumdosen) verwendet. Wissenschaftler weisen jedoch darauf hin, dass selbst die Verwendung von Lacken und anderen Substanzen in geringen Mengen (z. B. in Konzentrationen von Teilen pro Million) die Recyclingfähigkeit beeinträchtigen kann. Durch die chemische Zusammensetzung von Lacken können beim Recycling Verunreinigungen entstehen, die die Wiederverwendung des Materials behindern. Der Grundsatz „Design for Zero Contamination“ sollte im Verpackungsdesign verankert werden, um ein Can-to-Can-Recycling zu ermöglichen. Darüber hinaus verbessert, wie bereits erwähnt, die Kombination biologischer und technischer Strategien oder die übermäßige Anwendung mehrerer Designansätze für die Kreislaufwirtschaft weder die Funktionalität der Verpackung wesentlich, noch erhöht sie die Kaufbereitschaft der Verbraucher.
Darüber hinaus haben Forscher wichtige Überlegungen für die Gestaltung nachfüllbarer Verpackungen für Körperpflegeprodukte (z. B. Körperwaschmittel) vorgeschlagen. Es ergab sich eine entscheidende Erkenntnis: Trotz der technischen Machbarkeit, solche Verpackungen mehr als zehnmal nachzufüllen und wiederzuverwenden, zögern Verbraucher, für dieses erweiterte Wiederverwendungspotenzial einen Aufpreis zu zahlen. Stattdessen bevorzugen Verbraucher den Zugang zu einer breiten Palette an Düften, was das wiederholte Nachfüllen desselben Dufts weniger wünschenswert macht.
Werkzeuge und Indikatoren zur Designvalidierung
Nach der Fertigstellung des detaillierten Designs wird die vorgeschlagene Verpackung einer strengen Bewertung und Validierung unterzogen. Eine Reihe von Tools – beispielsweise Tools zur Lebenszyklusanalyse (LCA) – können diesen Prozess erleichtern, und es ist bemerkenswert, dass diese Tools in allen Entwurfsphasen anwendbar sind. In diesem Unterabschnitt werden die in der Literatur identifizierten Instrumente und Indikatoren beschrieben, die das Potenzial zur Unterstützung des kreislauforientierten Verpackungsdesigns aufzeigen.
Forscher haben ein LCA-basiertes Tool zur Bewertung von Umweltauswirkungen, Abfallerzeugung und Ressourcenverbrauch entwickelt. In einer anderen Studie wurde eine Reihe von Indikatoren zur Bewertung der Umweltauswirkungen des Verpackungsdesigns erstellt, darunter Materialtoxizität, Auswirkungen auf die biologische Vielfalt und Energieverbrauch, und eine „Öko-Indikator“-Tabelle zur Bewertung von Verpackungskonzepten in drei Dimensionen vorgelegt: Produktion, Transport sowie Deponierung und Recycling. Außerdem wurde ein Data-Mining-Modell vorgeschlagen, das die Vielfalt der Verpackungsgrößen reduziert, indem es ähnliche Formen und Größen gruppiert und durch ein einziges, universell geeignetes Verpackungsmodell ersetzt. Wissenschaftler haben fünf Kriterien für die Bewertung des zirkulären Verpackungsdesigns vorgeschlagen:
(i) reduzieren (Verpackungsminimierung);
(ii) Wiederverwendung;
(iii) Reclaim (Energierückgewinnung aus der Verbrennung von Verpackungsabfällen ohne Sekundärverschmutzung);
(iv) recyceln;
(v) Abbaubarkeit.
Es wurden auch entsprechende Maßnahmen für die Gestaltung zirkulärer Verpackungen vorgeschlagen und die Designer aufgefordert, das Bewusstsein der Verbraucher für die Kreislaufwirtschaft zu stärken und die Ressourcen der Logistikverpackungen sinnvoll zu nutzen. Darüber hinaus wurde ein LCA-Tool entwickelt, um Designer bei der Bewertung der Umweltauswirkungen bei der Materialproduktion, der Reinigung zurückgegebener Verpackungen, dem Transport und den Abfallmanagementprozessen zu unterstützen, während ein weiteres integriertes LCA-Tool erstellt wurde, um Kompromisse zwischen Verpackungsfunktionalität und Umweltleistung zu analysieren.
Andere Forscher schlugen einen Rahmen vor, der LCA und das Cradle-to-Cradle (C2C)-Zertifizierungsprogramm kombiniert. In Studien wurden das C2C-Designprotokoll, das Rahmenwerk zur Nachhaltigkeitsbewertung des Lebenszyklus und der Material Circularity Indicator (MCI) untersucht. Das C2C-Designprotokoll basiert auf drei Kernprinzipien: „Abfall ist gleich Lebensmittel“, „Nutzung des aktuellen Solareinkommens“ und „Feiern der Vielfalt“. Zu den wichtigsten verpackungsbezogenen Zertifizierungskriterien gehören Materialgesundheit und Wiederverwendbarkeit, Kohlenstoffmanagement und die Nutzung erneuerbarer Energien. Das MCI bewertet das Materialwiederherstellungspotenzial von der Produktproduktion bis zum Recycling, wobei primäre Verpackungsdesignfaktoren wie der Recyclinganteil des Materials, die Recyclingrate und die Recyclingeffizienz berücksichtigt werden. Eine Überprüfung von drei Arten von Verpackungsentwicklungsmodellen und -tools – Protokolle, Diagramme und Bewertungen – ergab, dass Bewertungsmodelle (z. B. LCA) in späteren Entwicklungsphasen am nützlichsten sind. Im Gegensatz dazu fehlten protokollartigen Modellen greifbare Beschreibungen, was ihre Wirksamkeit bei der Unterstützung des zirkulären Verpackungsdesigns einschränkte.
Schlussfolgerungen
Das traditionelle Modell der Verpackungsproduktion und des Verpackungsverbrauchs ist linear: Verpackungen werden entworfen, hergestellt, verbraucht, entsorgt und schließlich verbrannt oder auf Deponien entsorgt. Im Gegensatz dazu zielt die Kreislaufwirtschaft darauf ab, Null Abfall zu erreichen, indem Ressourcen so lange wie möglich in geschlossenen Kreisläufen gehalten werden, anstatt zuzulassen, dass sie zu Abfall werden, der die Ökosysteme der Erde schädigt. Die Integration der Prinzipien der Kreislaufwirtschaft erfordert Innovationen im Verpackungsdesign – etwa 80 % der Umweltauswirkungen werden in dieser Phase bestimmt, die weitgehend Verpackungsmaterialien, Produktionsprozesse, Verbrauchsmuster, Wiederverwendungspotenzial und Recyclingfähigkeit definiert. Daher ist Design für die Verwirklichung einer Kreislaufwirtschaft von entscheidender Bedeutung. Nach unserem besten Wissen ist diese Studie die erste wissenschaftliche Übersicht, die aktuelle Forschung zu Verpackungsdesign und Kreislaufwirtschaft aus einer designzentrierten Perspektive untersucht.
Während sich diese Literaturrecherche in erster Linie auf akademische Forschung konzentriert, ist es bemerkenswert, dass die Industrie aktiv kreislauforientierte Verpackungspraktiken einführt. Zukünftige Forschungen sollten industrielle Fortschritte bei Kreislaufverpackungen überprüfen und synthetisieren, die einer breiteren Gemeinschaft von Verpackungsfachkräften umsetzbare Leitlinien bieten können. Darüber hinaus wird erwartet, dass die Ergebnisse dieser Studie Designern, F&E-Managern und Fachleuten der Verpackungsindustrie bei der Entwicklung kreislaufwirtschaftsorientierter Lösungen zugute kommen, wobei die identifizierten Designüberlegungen als praktische Referenz dienen. Pädagogen können diese Erkenntnisse auch nutzen, um die nächste Generation von Talenten auszubilden, die sich auf die Kreislaufwirtschaft konzentrieren.
