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Montag, 16. Oktober 2017

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Biokunststoff - Es Geht!

biokunststoffe

Warum macht man die vielen Millionen Plastiktüten, die man nur ein paar Stunden braucht, aber millionenfach, über Hunderte von Jahren in den Meeren dieser Welt treiben, nicht einfach so, dass sie zerfallen und zu Kompost werden? Das geht.

Warum verschwendet man für Plastiktüten weiterhin wertvolles Öl, wenn man sie doch auch aus Pflanzenresten herstellen kann? Biokunststoff als Verpackungsmaterial ist in vielen Fällen sogar besser geeignet. Warum geschieht das bisher also nur in Ausnahmefällen? – Weil Kunststoff aus nachwachsenden Rohstoffen derzeit noch teurer ist als petrochemisch gewonnener. Weil dieser Schwenk erhebliche Investitionen und damit Risiken erfordert. Nicht zuletzt, weil der Markt von Verpackungsmaterialien sehr kompliziert ist.
Am Beispiel Biokunstoff kann man zeigen, wie ein Hightech-Produkt Chancen auf eine ressourcenextensive Produktionsweise eröffnet. Hanswerner Mackwitz erläutert seine Konzeption einer regional orientierten, netzwerkartigen Wirtschaft: kaskadenhafte Nutzung nachwachsender Rohstoffe.

Was ist Biokunststoff?
Großbritannien ist eines der Pionierländer für Bioplastic. Biologische Lebensmittel gewannen in Folge des BSE-Skandals erhebliche Marktanteile. Nach dem Motto „Organics come into organic packaging“ wurden Biosalate und -gemüse überwiegend in Kunststoffschalen und -folien aus nachwachsenden Rohstoffen angeboten. Polymilchsäurefolien sind gegenüber herkömmlichen Folien nicht nur eine Alternative, sie haben sogar den Vorteil, Sauerstoff- und Wasserdampf-durchlässiger zu sein: Karotten, Zwiebeln, Salate verschrumpeln nicht so schnell, sondern bleiben länger frisch. Für den Kunden ergibt sich daraus ein echter Mehrwert.
Biokunststoff – noch herrscht bei diesem Begriff eine regelrechte Sprachverwirrung: Sind Biokunststoffe notwendigerweise aus nachwachsenden Rohstoffen? Oder nicht? Sind sie biologisch abbaubar? Kann man sie also, wie beschrieben, einfach unterpflügen? Oder sind sie kompostierbar? D.h. sie verrotten nur unter definierten Feuchtigkeits- und Temperaturbedingungen.
Die Abbaubarkeit ist eine direkte Folge der chemischen Struktur, nicht der Rohstoffherkunft. Auch petrochemisch gewonnene Polymere können abbaubar und kompostierbar sein – wenn auch die meisten herkömmlichen Kunststoffe wie PVC oder PET weder das eine noch das andere sind. Mischprodukte, so genannte Blends, sind durchaus die Regel: Viele auf dem Markt befindliche Kunststoffe enthalten sowohl petrochemische wie nachwachsende Rohstoffe, zudem nicht-biologische Additiva oder Farben. In der Praxis hat die reine Lehre (noch) keinen Platz.
Einer der derzeit meist verwendeten Biokunststoffe ist Polymilchsäure (PLA = Poly-Lactid-Acid). Hier gibt es bereits Produkte, die 100 % aus nachwachsenden Rohstoffen sind. Der weltweit größte Produzent, die amerikanische Firma Cargill Dow arbeitet hauptsächlich mit Mais. Durch Fermentation entstehen gelbe, halbtransparente Körner; aus diesem Grundstoff werden Folien, Fasern für Textilien oder Trinkbecher gefertigt. Allerdings, der Produktionsprozess selber erfordert große Mengen Prozesswärme – aus fossilen Quellen. Alles in allem ergibt sich, verglichen mit herkömmlichen Kunststoffen, eine Reduzierung von fossiler Energie um 30 % bis 40 %. Polymilchsäure ist also nur bedingt ein „solarer Rohstoff“ (Hermann Scheer).
Nach Angaben des Deutschen Kunststoff-Instituts in Darmstadt lag der Preis für Polymilchsäure im Jahr 2003 bei rund 3 Euro pro Kilo, das Kilo herkömmlicher Polyolefine kostete weniger als 1 Euro. Weitere große Produktionsanlagen für PLA sind in den Niederlanden und in Japan geplant. Nach Schätzungen könnte sich der Preis für PLA bis 2010 halbieren. Bei steigenden Ölpreisen ist es durchaus denkbar, dass Biokunststoffe einmal günstiger als Öl-basierte werden.
Der wichtigste Rohstoff für Biokunststoff ist Stärke, gewonnen aus Mais, Weizen und Kartoffeln. Holz und die daraus erzeugte Zellulose, finden ebenfalls Verwendung, dazu Zucker aus Zuckerrüben und Zuckerrohr.

Märkte und Potenziale
Ob Tragetaschen aus Biokunststoff, ob Joghurt- oder Trinkbecher, Pflanztöpfe, Besteck, Windelfolie oder beschichtete Papiere und Pappen – Biokunststoffe haben mittlerweile einen breiten Anwendungsbereich. Sie lassen sich zu Folien ausziehen, sind thermoverformbar, man kann sie bedrucken, schweißen, spritzen und verkleben. Die technische Reife ist durchaus vorhanden: echte Hightech-Produkte, in denen eine Menge Wissen und Erfahrung steckt. Kunststoffe, ob herkömmliche oder biologische, entwickelt man nicht mal eben so, diese Entwicklungsprozesse erfordern Jahre.
 Kunststoffe haben während der vergangen Jahrzehnte einen ungeheuren Siegeszug hingelegt. Weil sie hervorragende Eigenschaften haben, weil sie leicht und fest zugleich sind, dazu relativ preiswert. Der weltweite Markt bewegt sich derzeit um die 200 Mio. Tonnen jährlich. Und noch immer wächst er, rund 5 % per Anno.
 Bioplastics sind in einer sehr frühen Marktphase. Ihr Anteil liegt lediglich bei einem Tausendstel der umgesetzten Produkte. Also ein sehr kleines Marktsegment, aber eines, das sich stürmisch entwickelt.
 In Deutschland werden jährlich 14 Mio. Tonnen Verpackungen hergestellt, 40 % davon sind Kunststoffe: Folien, Schalen oder Verpackungschips (Loose-fill). Rund 1,8 Mio. Tonnen davon entfallen auf kurzlebige Produkte wie Tragetaschen, Beutel, Säcke oder Einweggeschirr. Hier kommt es wesentlich auf Lebensmittelechtheit an. Deshalb könnten die Produkte problemlos aus Stärkekunststoffen und Polyactiden, also Biokunststoffen gefertigt werden. Genau hier sieht der Industrieverband European Bioplastics die größten Potenziale: für Deutschland etwa 1 Mio. Tonnen, europaweit 6 Mio. Tonnen „Wegwerf-Verpackungen“. Vorteilhaft könnten Biokunststoffe auch im Gartenbau sein, etwa für verrottende Pflanzgefäße oder Folien, wie sie in der Landwirtschaft eingesetzt werden.
 Unter dem Dach von European Bioplastics befinden sich führende Hersteller und Verarbeiter von Biokunststoffen sowie interessierte Anwender – durchaus vertraute Namen: BASF, Kraft Foods, Procter&Gamble und Tetra Pak. Auch die Großen haben längst erkannt: Biokunststoffe sind ein Zukunftsmarkt.
Fragt man den Vorsitzenden von European Bioplastics, Harald Kaeb, was er sich für die Markteinführung am Dinglichsten wünscht, sagt er „Kommunikation! Das Thema muss zum Verbraucher kommen.“ Damit er erfährt, dass es Alternativen zu herkömmlichen Kunststoffen überhaupt gibt. Dass man Plastiktüten benutzen kann, die sich, in Millionen Partikel zerrieben, Jahrzehnte später eben nicht in Fischmägen weit draußen im Atlantik wieder finden. Dass es Kunststoffsäcke gibt, wo man seinen Biomüll hineingibt, und so in die Biotonne werfen kann: Der Sack verrottet dann einfach mit.
 In englische, niederländische, italienische und österreichische Supermärkte haben Biokunststoff-Verpackungen bereits Einzug gehalten. In Deutschland mehr oder weniger heimlich. Manchmal findet man den „Keimling“, das Signet von European Bioplastics, aber dann eher aus Testzwecken. Der Kunststoffmarkt ist hart umkämpft. Der Lebensmittelmarkt erst recht.
 Was den Biokunststoffen perspektivisch helfen könnte wäre ein steigender Ölpreis, damit einhergehend ein wachsendes Bewusstsein, dass Ressourcen endlich sind. „Auch der Klimawandel wird uns von fossilen Quellen wegdrängen“, sagt Kaeb. Möglicherweise werden Biokunststoffe einmal einen ähnlichen Aufschwung erleben wie derzeit die Windenergie. Aber das wird noch eine Weile dauern. Noch befinden sich Biokunststoffe in einem sehr frühen Stadium der Markteinführung.

Die Vision: kaskadenhafte Nutzung und Kreislaufwirtschaft
Die weltweite Kunststoffproduktion geht steil nach oben, jährlich um 5 %; damit haben wir es mit einer exponentiellen Kurve zu tun. Also mit einer Entwicklung, die aus ihrer inneren Logik heraus irgendwann abbrechen muss. Spätestens dann, wenn der Förderhöhepunkt von Erdöl erreicht sein wird. Der Übergang von petrochemisch erzeugten hin zu Kunststoffen aus nachwachsenden Rohstoffen bietet sich damit an. Er könnte einen Beitrag zu einer effizienten und effektiven Rohstoffbewirtung leisten, also einen quantiativen, der effizienten Nutzung von Ressourcen, wie auch einen qualitativen, indem man schließlich zu einer echten Kreislaufwirtschaft kommt. Das ist die Perspektive. Zum gegenwärtigen Zeitpunkt hört sich das möglicherweise utopisch an. Auf der technischen wie konzeptionellen Ebene sind entscheidende Bausteine dieser Perspektive aber bereits weit entwickelt.
Auch herkömmliche Kunststoffe sind recycelbar: Eine PET-Flasche landet nach Gebrauch in einem Sammelbehälter, wird nach Asien verschifft, dort zu Textilfasern verarbeitet, wird zu einem Pullover, wird getragen, wird schließlich aussortiert, kommt in die Müllverbrennung und spendet im letzten Schritt der Nutzung die in ihr enthaltene Energie.
 Landet die PET-Flasche allerdings im Meer, hat sie gute Chancen, mehrere hundert Jahre umher zu schwimmen, sie wird zerfetzt, zerrieben, aber immer noch ist das Material vorhanden. Schließlich lagert es sich in lebenden Organismen ab – eine nicht zu unterschätzende Gefahr für ganze Ökosysteme, wie wir heute wissen.
 Eine – ebenfalls transparente – Flasche aus Polymilchsäure dagegen löst sich in Wasser nach einigen Wochen auf, das Material geht in die biologischen Kreisläufe wieder ein. Aber das ist nicht die Vision.
 Die Vision folgt eher dem Bild, wie es das alchemia-nova Institut in Wien (interner Link: interview mackwitz) zeichnet. In Österreich gibt es beispielsweise eine erhebliche Produktion von Steinobst: Zwetschgen, Aprikosen, Marillen. Einen wesentlichen Teil der Ernte, die Fruchtkerne, hat man bislang einfach weggeworfen und verschimmeln lassen. Das achemia-nova Institut zeigt an diesem Beispiel, welche „Schätze“ man bisher verschleudert. Die harten Anteile der Kerne kann man beispielsweise zu Strahlmitteln verarbeiten, um die Oberflächen von Metallen zu behandeln. Der weiche Kern enthält wertvolle Substanzen, woraus man Öle oder Kosmetika gewinnen kann.
 Die Idee dahinter ist also nicht: Energiepflanzen oder „Kunststoffpflanzen“ nach den knallharten Methoden der Monokultur anzulegen mit den üblichen, gewaltigen Erosionsschäden. Sondern zu schauen: Was bietet die jeweilige Pflanze an? Hier in dieser Region. Wie könnte man sie erst mal stofflich nutzen? Und zwar möglichst vollständig. Erst im zweiten Schritt sieht man auf die Rohstoffe und die Energie, die in der Biomasse enthalten sind. Aus dem Wissen um die jeweilige Biologie formt man schließlich Kreisläufe; die Kompostierung spielt dabei eine entscheidende Rolle. Abfallstoffe aus anderen Industrien, z.B. Altspeiseöl finden in diesen Kreisen ebenfalls Verwendung. Landwirtschaftliche Reststoffe wie Stroh werden verbrannt. Das Ziel ist eine an der Region orientierte Systemlösung mit kaskadenförmigen Nutzungsmöglichkeiten. Hanswerner Mackwitz, der Leiter des alchemia-nova Instituts formuliert es so: „ Unser Vorbild ist eine gewachsene Polykultur, wo ein kluges Stoffstrom-Management von Pflanzen, Bodenleben und Nützlingen betrieben wird und wo von der Matrix der Kultur-Pflanze viel mehr als bisher genutzt wird.

Weitere Informationen: http://www.biokunststoffe.com

Quelle: Aachener Stiftung Kathy Beys

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