The relationship between packaging and food waste and its consideration in sustainability assessments

Abstract

Weltweit gehen jährlich rund ein Drittel aller Lebensmittel verloren. Da die Produktion von Lebensmitteln durch den Einsatz von Energie, Düngemitteln und Pestiziden zu deutlichen Belastungen von Luft, Klima, Böden und Gewässern führt, ist deren Verlust umso tragischer. Verpackungen haben die Funktion, Lebensmittel sicher transportierbar zu machen und ihren Inhalt zu schützen, wodurch Lebensmittelverluste reduziert werden können. Ebenso können nicht-optimierte Verpackungen zu Verlusten führen, sei es durch die Verwendung zu großer Packungen oder einem Design, welches eine nur mangelhafte Restentleerbarkeit ermöglicht. Verpackungen und deren Hersteller stehen jedenfalls in der öffentlichen Kritik, denn mit der zunehmenden Menge an Verpackungen wachsen auch deren ökologische Auswirkungen. Besonders in der Kritik stehen Verpackungen aus Kunststoff, vor allem wenn diese am Ende ihres Lebensweges nicht recycelt, sondern verbrannt oder im schlimmsten Fall in der Natur landen. Es gilt, ökologische Auswirkungen zwischen Verpackung und Lebensmittelverlusten abzuwägen. Die vorliegende Arbeit widmet sich deshalb dem übergeordneten Ziel, ein besseres Verständnis für das Zusammenspiel zwischen Verpackung und Lebensmittelabfällen zu schaffen, sowie dieses in Nachhaltigkeitsbewertungen von Verpackungen zu berücksichtigen.In einem ersten Schritt wurde bestehende Literatur analysiert, um Hot Spots von verpackungsbedingten Lebensmittelverlusten entlang der Wertschöpfungskette zu identifizieren. Es wurde untersucht, in welcher Art und Weise Verpackungen zu Lebensmittelverlusten führen und wie solche Mengen operationalisiert werden können.Nachdem eine Testierung auf Restentleerbarkeit als machbar erkannt wurde, wurden in einem zweiten Schritt Methoden entwickelt, um ein solches Verfahren zu standardisieren. Anhand einer Fallstudie mit Milchprodukten konnte erhoben werden, dass hochviskose Produkte in nicht-zugänglichen Verpackungen (z.B. Flaschen) besonders stark von schlechter Restentleerbarkeit betroffen sind. Die begleitend durchgeführte Lebenszyklusanalyse offenbarte, dass dies für Rahm im Getränkeverbundkarton zu größeren Umweltauswirkungen führen kann als mit der Produktion und Entsorgung der Verpackung verbunden sind.In einem dritten und letzten Schritt wurde am Fallbeispiel Tomatenketchup eine vergleichende Nachhaltigkeitsbewertung durchgeführt. Hierzu wurde zuerst eine Restentleerbarkeitsuntersuchung angestellt die zeigte, dass in Polypropylenflaschen bis zu 29% Ketchup zurückbleiben kann, die Restentleerbarkeit des Ketchups in einer Flasche jedoch nur zu rund 4% Lebensmittelverlusten führte. Während die Glasverpackung schlechtere ökobilanzielle Ergebnisse erzielte, konnte das gesamte Lebensmittelverpackungssystem durch die gute Restentleerbarkeit jedoch in Summe besser abschneiden. Eine ökonomische Betrachtung mittels Lebenszykluskostenanalyse zeigte, dass höhere Lebensmittelverluste zwar auch zu höheren Kosten für Konsumentinnen und Konsumenten führt, jedoch einen positiven ökonomischen Gesamteffekt produziert. Abschließend wurde mittels einer multikriteriellen Entscheidungsanalyse die Auswahl der nachhaltigsten Alternative getroffen, welche erneut substanziell durch die Restentleerbarkeit der Produkte beeinflusst wurde.

Almost a third of all food produced is lost or wasted each year. Due to the use of energy, fertilizers and pesticides, food production substantially pollutes air, climate, soil, and water. Even more tragic if food is then lost or wasted. Since the function of packaging is to transport food safely and to protect its contents, food losses can be reduced by optimized packaging. At the same time, packaging that has not been optimized may also have the opposite effect, be it by too large packages or a design that makes it difficult to empty. Packaging and its manufacturers are in any case subject to public criticism since with the rising amount of packaging its ecological impact increases as well. Particularly, if it is not recycled but incinerated or, at worst, if it ends up in nature. When designing packaging it is important to weigh the environmental impact between packaging and possible food waste. The present work is therefore dedicated to the overarching goal of creating a better understanding of the interaction between packaging and food waste, as well as the subsequent consideration of this relationship in sustainability assessments of packaging.In a first step, existing literature was analyzed to identify hot spots of packaging-related food loss and waste along the food supply chain. It was investigated in which way packaging leads to food loss and waste and how such quantities can be operationalized.After testing for emptiability was recognized as the most feasible option for this thesis, methods for operationalization were established. Based on a case study with dairy products, it was recognized that highly viscous products in inaccessible packaging (e.g. bottles) are particularly affected by poor emptiability. The accompanying life cycle analysis revealed that emptiability can lead to even greater environmental impacts than by the packaging material itself, as was the case for cream in a beverage carton.In a third and final step, a comparative sustainability assessment was carried out using tomato ketchup as a case study. First, products were tested for their emptiability which showed that up to 29% ketchup can remain in polypropylene bottles, while emptiability of ketchup in glass packaging only led to 4% food loss. While glass packaging achieved poorer LCA results compared to polypropylene bottles, the entire food packaging system was able to perform better, a direct effect of its good emptiability. An economic analysis showed that although higher food losses lead to higher costs for consumers, it does produce a positive overall economic effect. Finally, multi-criteria decision analysis was used to identify the most sustainable alternative, which was again heavily influenced by emptiability.