Biokunststoffe

Biokunststoffe neue innovative Ausgangsmaterialien sollen die neuen Anforderungen erfüllen, welche die Gesellschaft an die Endprodukte (Komfort, Sicherheit, Langlebigkeit, gutes Preis-Leistungsverhältnis, Nachhaltigkeit) stellt. Biokunststoffe entsprechen bereits heute mit ihren Eigenschaften in vielerlei Hinsicht denen der konventionellen Kunststoffe, mit dem Vorteil der Nachhaltigkeit. Sie bestehen wie alle Kunststoffe aus Polymeren, also aus langen Kettenmolekülen, die vorwiegend aus Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Sauerstoffatomen aufgebaut sind.

1. Definition Biokunststoffe

Kunststoffe, die bioabbaubar, biobasiert oder beides sind. Biobasierte Polymere findet man in der Natur, sie werden großtechnisch aus Kohlenhydraten gewonnen: Zucker, Stärke, Proteine, Cellulose, Lignine, Fette und Pflanzenöle. Es gibt Polymere, welche sowohl bio- als auch fossilbasiert herstellbar sind und dieselbe Struktur aufweisen, wie bspw. Polyethylen (PE).

Für eine Auswahl von Kunststoffen kann die Umstellung von Öl-basiertem Kohlenstoff hin zu Kohlendioxyd (CO2) als Kohlenstoffquelle in der Zukunft bedeutend sein.

2. Generell können „Biokunststoffe“ in folgende Gruppen unterteilt werden

• Biobasierte nicht abbaubare Kunststoff wie PE und PP;
• Kunststoffe, welche sowohl biobasiert als auch biologisch abbaubar sind wie PLA, PHA oder PBS;
• Kunststoffe, welche aus fossilen Rohstoffen basieren aber biologisch abbaubar sind wie PBAT (Definition laut European Bioplastics).

Es gilt zu beachten, dass die Bioabbaubarkeit keine Funktion der Materialherkunft ist, sondern ausschließlich von der Polymerstruktur abhängt.

3. Biokunststoff – Vor- und Nachteile

Vorteile von Biokunststoffen sind der deutlich geringere CO2 Verbrauch und Reduzierung der Abhängigkeit von fossilen Rohstoffen, Ausgangsstoffe wie agrarische Produkte und CO2 sind vergleichsweise preisstabil, teilweise kompostierbar.

Nachteile von Biokunststoff sind überwiegend im agrarischen Bereich auszumachen. So werden Zuckerrohr, Mais usw. benötigt, mit allen damit verbundenen Konsequenzen: Anbauflächen, Düngemittel, Pestizide, Genmanipulation, usw.

Inzwischen existieren auch Konzepte zur direkten Umwandlung von CO2 oder CH4 in grüne Bausteine, um den landwirtschaftlichen Schritt komplett zu überspringen.

Für Biokunststoffe erweisen sich sowohl das werkstoffliche als auch das organische Recycling als sinnvoll. Das für herkömmliche (erdölbasierte) Kunststoffe etablierte, ressourcensparende werkstoffliche Recycling ist uneingeschränkt auch für „Biokunststoffe“ nutzbar. Rezyklate gelangen so zurück in den Wertstoffkreislauf.

4. Literatur

• Bertling, Jürgen; Bertling, Ralf; Hamann, Leandra (2018): Kunststoffe in der Umwelt: Mikro- und Makroplastik. Ursachen, Mengen, Umweltschicksale, Wirkungen, Lösungsansätze, Empfehlungen. Kurzfassung der Konsortialstudie, Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT,Oberhausen.
• Burgstaller, Maria; Potrykus, Alexander; Weißenbacher, Jakob; Dr. Kabasci, Stephan; Dr. Merrettig-Bruns, Ute; Sayder, Bettina (2018): Gutachten zur Behandlung biologisch abbaubarer Kunststoffe, Umweltbundesamt, Dessau-Roßlau.
• Chinthapalli, Raj; Carus, Michael; Baltus, Wolfgang; De Guzman, Doris; Käb, Harald; Raschka, Achim; Ravenstijn, Jan (2018): Bio-based Building Blocks and Polymers – Global Capacities and Trends 2017-2022, nova-Institut GmbH, Hürth.
• European Bioplastics (2018): Bioplastics market data 2018 – Global production capacities of bioplastics 2018-2023, European Bioplastics, Berlin.
• European Bioplastics (2018): Bioplastics – facts and figures, European Bioplastics, Berlin.
• IfBB-Institute for Bioplastics and Biocomposites (2018): Biopolymers facts and statistics – Production capacities, processing routes, feedstock, land and water use, Hochschule Hannover, Hannover.
• PlasticsEurope (2018): Plastics – the Facts 2017 – An analysis of European plastics production, demand and waste data, Brussels.
• Schmid; Klebs (02-2016): Pressemitteilung: Nahrung & Rohstoff: Nylonstrümpfe und Plastikflaschen aus Chicorée-Salat-Abfällen, Universität Hohenheim, Hohenheim

5. Links

• European Bioplastics e.V.
• Artikel auf kunststoffe.de
• Umweltbundesamt zu “Biokunststoff”
• Umweltbundesamt zu “biobasierte abbaubare Kunststoffe”
• Artikel auf ifeu.de
• Text auf plastverarbeiter.de
• Deutsche Welle: Ist Bioplastik die Lösung gegen Umweltverschmutzung und Klimawandel?
• plasticseurope.org
• Hochschule Hannover: IfBB – Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe
• Fraunhofer IWKS: Positionspapier zu Bioplastik

6. Autorin

Dipl. Ing. Christina Granacher
Inhaberin BeGaMo Unternehmensberatung
Tel.: 0151 143 782 47
eMail: c.granacher@begamo.de

Christina Granacher hat an der Technischen Hochschule Rosenheim Kunststofftechnik studiert und langjährige Erfahrungen im internationalen Senior Management Innovation und Geschäftsentwicklung in verschiedensten Industriesparten. Die 2018 gegründete Unternehmens-beratung fokussiert sich auf eine nachhaltige Produkt- und Unternehmensentwicklung.