Centrales Agrar-Rohstoff Marketing- und Energie-Netzwerk e.V.


DSC 4357Straubing, 31. Oktober 2014 * (jl) * Das 4. Kooperationsforum „Biopolymere: Rohstoffe – Technologien – Produkte" am 21. Oktober 2014 in Straubing präsentierte einen Überblick über Rohstoffstrategien für biobasierte Produkte, Plattformtechnologien und neue Verfahren für die Produktion von Biopolymeren sowie deren mögliche Anwendungen in Konsumgütern, in der Medizinbranche oder im Lebensmittelsektor.

Trends Nachwachsende Rohstoffe

Einen Einstieg in das komplexe Thema gab Dr. Dietmar Peters von der Fachagentur für Nachwachsende Rohstoffe (FNR) mit einer Bilanzierung zum Aufkommen und der Verwendung von Biomasse. Bei der Betrachtung des Marktes sei die Herkunft des Rohstoffs jedoch oftmals schwierig zu ermitteln. Zudem sei meist nicht bekannt in welchen Anteilen genau besagter Rohstoff im biogenen Endprodukt stecke. Die Marktanalyse zeigt, dass derzeit rund 3/4 der Biomasse (ohne Holznutzung) in die chemische Industrie gehen; das entspricht einem Gesamtverbrauch von 3.500 kt Biomasse in Deutschland im Jahr 2013 (inklusive Import). Insgesamt werden derzeit 1,8 % der landwirtschaftlichen Nutzfläche für den Anbau von Industriepflanzen genutzt, was eine Anbaufläche von 0,3 Mio. ha ausmacht. Biokunststoffe aus NawaRo können Materialien fossilen Ursprungs oftmals ersetzen oder ergänzend eingesetzt werden. Ihr Anteil an der gesamtdeutschen Kunststofferzeugung lag 2011 bei etwa 5 %.

Alternative Rohstoffstrategien

Forschung und Industrie suchen über die gängigen Rohstoffquellen Stärke, Zellulose, Zucker oder Pflanzenöl hinaus laufend nach Alternativen zu fossilen Rohstoffen. Ein Beispiel hierfür ist die Nutzung chitinhaltiger Schalenabfälle von Krabben und Krebsen aus der Fischereiindustrie, wie sie Dr. Lars Wiemann von der Projektgruppe BioCat am Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in Straubing erforscht und auf der Tagung vorstellte.

Ein weiterer alternativer Rohstoff ist Wiesengras, welcher in der grünen Bioraffinerie im Odenwald zu zahlreichen Produkten verarbeitet wird. Dr. Michael Gass, Geschäftsführer der Biowert Industrie GmbH, informierte über faserverstärkte Komposite für den Spritzguss, die in einem einzigartigen Kreislaufverfahren gemäß dem „Cradle-to-cradle“-Prinzip aus heimischem Wiesengras hergestellt werden. Neben den Wiesengras-Kunststoff-Granulaten, die in Terassendielen eingesetzt werden, werden Dämmstoff und Düngemittel in der nahezu energieautarken Anlage produziert.

Produktion und Recycling

An der Entwicklung neuer Produktionsverfahren für biobasierte Plattformchemikalien und Monomere - um petrochemische Bausteine zu ersetzen - arbeitet u a. auch die Evonik Industries AG mit großem Erfolg. So stellte Dr. Jürgen Herwig ein neues Zwei-Phasen-Fermentationsverfahren für die Produktion von biobasiertem Polyamid 12 auf der Tagung vor. Damit lässt sich biobasiertes Laurinlactam als Basis für dieses Hochleistungspolymer erzeugen, das vielfältige Anwendung in der Sport-, Automobil-, oder Konsumgüterindustrie findet. Das Unternehmen AVA Biochem mit Sitz in der Schweiz präsentierte ein Verfahren zur Produktion der Plattformchemikalie 5-Hydroxymethylfurfural, das aus Biomasse gewonnen wird und zu verschiedenen Biopolymeren weiter verarbeitet werden kann.

DSC 4382Die positiven Eigenschaften und Vorteile biobasierter Materialien finden zunehmende Anwendung in unterschiedlichen Produkten. So werden Biopolymere bereits heute vor allem in Verpackungen, Catering-Geschirr oder im landwirtschaftlichen Bereich als Mulchfolien verwendet. Da 60 % aller Kunststoffabfälle im Verpackungsbereich entstehen, ist die Recyclingfähigkeit von Materialien bzw. die Verwertbarkeit am Produktlebensende von großer Bedeutung. Lösungen zur Verbesserung der Infrastruktur im Bereich der Ver- und Entsorgung (Abfall, Abwasser, Energie) bietet u.a. das Ingenieurunternehmen KNOTEN WEIMAR Internationale Transferstelle Umwelttechnologien GmbH an. Dr. Gunnar Hädrich stellte auf dem Forum aktuelle Forschungserkenntnisse zu Recycling und Verwertung biobasierter Kunststoffprodukte vor. Die detaillierte Ananlyse der Vielzahl an (Bio-)Kunststoffen, Ensorgungswegen und Verwertungsoptionen zeigt, dass das Vorhandensein biobasierter Kunststoffe das Recycling konventioneller Kunststoffe nicht grundsätzlich beeiträchtigen.

Neue industrielle Anwendungen

Darüber hinaus zeigte die Tagung auch neue industrielle Anwendungen auf. Das Hohenstein Institut für Textilinnovation und die B.R.A.I.N. AG erläuterten die Entwicklung von Alginat-Fasern für medizinische Anwendungen. Funktionalisierte Viskosespezialfasern für die Filtration in der Bierproduktion stellte die Kelheim Fibres GmbH zusammen mit der Krones AG vor. Die Staedtler Mars GmbH präsentierte einen aus Holzresten hergestellten Verbundwerkstoff mit vielfältigem Anwendungspotenzial.

Zudem stellten Unternehmen aus dem IBB Netzwerk neue Kooperationsaktivitäten und aktuelle Projekte zur Entwicklung biobasierter Produkte und Materialien vor. So wurde der Einsatz von pflanzlichen Proteinen als Rohstoff für biobasierte Produkte (ANIMOX, Innovationsallianz TeFuProt) präsentiert. Das ZIM-Kooperationsnetzwerk „BioPlastik“ zeigte innovative Ansätze für biobasierte Materialien und anhand eines konkreten Beispiels wurde die Entwicklung eines Naturfaser-Biokunststoff-Compounds erläutert (Bionatic GmbH).

Plastik in der Umwelt

Zuletzt legte Dr. Miriam Weber vom Hydra Institut für Meereswissenschaften in München das Ausmaß der Verbreitung sowie die Akkumulierung von Plastik in der Umwelt dar. Ein wesentliches Problem stellt sich darin, dass etwa 70 % des Plastikanteils mit der Zeit in die Tiefe des Meeres absinkt. In Freilandversuchen am Meeresboden wurde eine schnellere Abbaubarkeit von Bioplastik festgestellt. In einem aktuellen Projekt wird die Abbaubarkeit von Polyethylen und bio-basierten Polymeren in marinem Milieu - in Süß- und Salzwasser, am Strand und am Meeresboden - untersucht, um Handlungsmöglichkeiten, z. B. die Entwicklung standardisierter Labortests mit Umweltrelevanz, aufzuzeigen.


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