Biokunststoffe sind mehr als nur der Versuch, das schlechte Gewissen zu beruhigen.
Sie sind eine große Chance – für den Planeten ebenso wie für Ihr Business.
Wir arbeiten daran, dass beide Seiten so gut wie möglich davon profitieren.
Zugegeben: Noch sind Biokunststoffe Nischenprodukte, deren Möglichkeiten längst nicht vollständig erfasst sind. Laut Branchenverband European Bioplastics repräsentieren sie nur rund ein Prozent der weltweiten Jahresproduktion von ungefähr 300 Millionen Tonnen. Doch dank immer anspruchsvollerer Materialien, Zusätze und Erzeugnisse wächst ihr Markt kräftig: je nach Segment um 20 bis 100 Prozent pro Jahr. Zu ihnen zählen unter anderem die Verpackungsbranche und die Medizin, die Landwirtschaft, die Unterhaltungselektronik, die Automobilproduktion, das Spielzeuggewerbe und die Textilindustrie.
Biokunststoffe: Weltweit im Aufwind
Selbst ein Weltkonzern wie Daimler verbaut Ökoprodukte: In verschiedenen Mercedesmodellen stecken bis zu zwei Dutzend Bauteile aus Naturmaterialien. Sie betreffen beispielsweise Motordeckel – der Biokunststoff hält den hohen Temperaturen im Motorraum besser stand. Zusammen mit Bosch, BASF und den Fischerwerken hat Daimler außerdem einen Kühlerventilator aus ökologischem Polyamid entwickelt. Er spart Gewicht und ist stabiler als das fossile Konkurrenzprodukt. Ein anderes Beispiel aus der Welt der Großen ist Coca Cola, das seine Limonaden bereits in Milliarden Flaschen abgefüllt hat, die zum Teil biologisch hergestellt sind. Der Getränkeriese geht davon aus, dass pflanzliche Rohstoffe auf lange Sicht günstiger sein werden. Oder die Bayer AG: Das Unternehmen verkauft einen Kunststoff an die Industrie, der großenteils aus nachwachsenden Rohstoffen besteht. Er wird unter anderem für Sohlen von Sportschuhen eingesetzt. Doch auch kleine Betriebe, die kompostierbare Brotdosen und Plastiktüten ohne schädliche Chemikalien produzieren, profitieren zunehmend von dieser Entwicklung.
Doch was ist Biokunststoff eigentlich genau? Um ihn zu begreifen, muss man sich zunächst vergegenwärtigen, dass der wichtigste chemische Grundstoff für die Plastikproduktion nicht das Erdöl an sich ist, sondern der darin enthaltene Kohlenstoff. Und der kann auch aus anderen Quellen gewonnen werden, zum Beispiel aus Pflanzen. Zudem muss man sich darüber im Klaren sein, was es mit der Vorsilbe „bio“ auf sich hat. Sie spaltet sich nämlich auf in zwei grundlegende Varianten: biobasierte Kunststoffe und biologisch abbaubare Kunststoffe. Beide Eigenschaften können jeweils allein auftreten oder in Kombination.
Biobasierter Kunststoff: Wider den Treibhauseffekt
Der biobasierte Kunststoff ist ganz oder teilweise aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt und kann sowohl kompostierbar sein als auch nicht kompostierbar. In puncto Beständigkeit nimmt er es in vielen Fällen mit herkömmlichem Plastik auf. Darum geben diverse Produzenten von PET-Flaschen schon heute pflanzlichen Rohstoffen den Vorzug vor fossilen. Was weniger aufwendig ist, als viele glauben: Der Herstellungsprozess muss dafür nicht verändert werden, da sich das gebräuchliche Monoethylenglycol aus nachwachsenden Rohstoffen nicht vom Monoethylenglycol fossilen Ursprungs unterscheidet – ein großer Vorteil für Produzenten.
Der Gewinn für die Umwelt wiederum liegt in der Schonung fossiler Ressourcen sowie einer vergleichsweise besseren CO2-Bilanz, wodurch dieser Biokunststoff zum Klimaschutz beiträgt. Bei seiner Erzeugung fallen vergleichsweise bis zu zwei Drittel weniger Kohlenstoffdioxyd an. Das gefällt auch Daimler. Laut Konzern verursacht die Produktion einer Motorabdeckung aus Bio-Polyamid knapp vier Kilogramm Kohlendioxyd-Emissionen. Dasselbe Teil aus petrobasiertem Polyamid schlüge mit zehn Kilogramm zu Buche.
Zu den wichtigsten biobasierten, nicht abbaubaren Varianten zählen auch naturfaserverstärkte Materialen wie etwa thermoplastisch verarbeitete Verbundwerkstoffe mit bis zu 80 Prozent Holzmehl. Sie kommen besonders in der Bau- und Möbel- sowie in der Automobilindustrie zum Einsatz. Rückenwind gibt es außerdem von der EU: Sie strebt einen Anteil biobasierter Kunststoffe von zehn Prozent im Jahr 2020 an.
Biologisch abbaubarer Kunststoff: Ökologisch und sparsam
Als biologisch abbaubar gelten Kunststoffe, wenn sie gemäß einer DIN-Norm unter dem Einfluss von Sauerstoff, Hitze, Feuchtigkeit und Mikroorganismen oder Pilzen in bestimmter Zeit zu mehr als 90 Prozent in Wasser, Kohlendioxyd und Biomasse zerfallen. Was allerdings nicht bedeutet, dass entsprechende Materialen zwangsläufig aus pflanzlichen oder tierischen Werkstoffen produziert sind. Vielmehr existieren auch biologisch abbaubare Kunststoffe aus fossilen Ressourcen. Worauf es ankommt, ist die chemische Struktur und das Vermögen, sich durch biologische Aktivität in Stoffwechselprodukte zu verwandeln.
Derzeit ist die Infrastruktur zur Kompostierung biologisch abbaubarer Stoffe noch verbesserungswürdig, ihr Zusatznutzen relativ gering. Doch das wird sich laut Expertenmeinung ändern, wenn die Abfallwirtschaft nachrüstet. Dessen ungeachtet gibt es bereits heute lohnende Einsatzfelder dank positiver End-of-Life-Szenarios. Dazu gehört etwa die voll kompostierbare Mulchfolie auf dem Acker, die der Bauer nicht mehr einsammeln und kostspielig entsorgen muss, sondern einfach unterpflügen kann. Oder das Cateringgeschirr, das auf Großveranstaltungen problemlos zusammen mit den Essensresten entsorgt wird.
Stark durch Stärke
Die VVK widmet sich in ihren Aktivitäten insbesondere dem größten und ökonomisch bedeutendsten Marktsegment: biologisch abbaubares Plastik pflanzlichen Ursprungs, das sich aus einer Vielzahl von Rohstoffen herstellen lässt. Neben Zellulose aus Holz nimmt dabei vor allem Stärke eine Schlüsselposition ein – ihr gutes Preis-Leistungsverhältnis sowie ihre exzellente Verfügbarkeit tragen dazu bei. Die wichtigsten Stärkelieferanten sind Mais, Zucker, Weizen und Kartoffeln. Sie werden insbesondere zu den drei herausragenden Biokunststofftypen thermoplastische Stärke, PLA und PHA verarbeitet.
Thermoplastische Stärke ist ein Biopolymer und der bedeutendste gebräuchliche Biokunststoff. Man findet ihn auf dem Markt vor allem in Form von Spritzgussartikeln, Folien oder Beschichtungen.
PLA oder Polylactid bezeichnet einen biologisch abbaubaren, vielseitig einsetzbaren Polyester und ist auch als Polymilchsäure bekannt. Es wird aus dem Monomer Milchsäure polymerisiert, das zuvor durch Fermentation von Stärke entsteht. PLA und PLA-Mischungen haben sich als Spezialpolymere in der Medizin sowie als Verpackungswerkstoff einen Namen gemacht, etwa als atmungsaktive Folien für Lebensmittel.
PHA oder Polyhydroxyalkanoate bzw. Polyhydroxyfettsäuren wiederum wird ein thermoplastischer Polyester genannt, der durch die Einwirkung von Pilzen bzw. Bakterien auf Stärke oder Zucker gewonnen wird. Aus ihm lassen sich verschiedene Kunststoffe mit vielen unterschiedlichen Eigenschaften herstellen.
Abfall oder Glücksfall?
Eine vielversprechende Entwicklung hat gerade erst begonnen: das Upcycling. Als besondere Variante des Recyclings beschreibt es einen Prozess der stofflichen Aufwertung von vorhandenem Material. Konkreter: Bald werden Biokunststoffe auch aus Biomasse wie Abfällen oder Abwässern gewonnen werden können, da sich die gefräßigen Mikroorganismen gut mit Reststoffen füttern lassen. Schon heute ist es etwa möglich, Stroh, Holzschnitzel oder Bananenschalen zu Bioplastik zu verarbeiten. In Zukunft könnten demnach organische Abfälle in kleinen Bioreaktoren verwertet werden – und unser Müllproblem lösen.
www.european-bioplastics.org
www.bioplasticsmagazine.com
www.bio-plastics.org
www.ifbb.wp.hs-hannover.de
www.skz.de
www.ikv-aachen.de
