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biobasierte Materialien auf dem Vormarsch

Die Meldungen zu den knapper werdenden Ölressourcen häufen sich. Obwohl ständig neue Vorkommen gefunden werden, deren Erschließung sich mit den steigenden Preisen (Verdreifachung in den letzten 10 Jahren) so langsam rechnet, ist das Ende der Petrochemie vorprogrammiert. Die Chemiekonzerne bereiten mittlerweile mit Nachdruck einen Paradigmenwechsel vor, der eine Abwendung von fossilen Rohstoffquellen für unsere Produktkultur hin zu biobasierten Herstellungsmethoden zur Folge haben wird. Während die Frage, wie die zukünftige Bioökonomie aussehen wird, derzeit noch Gegenstand der politischen Debatten ist, bauen die Produzenten Kapazitäten für die Erzeugung biobasierter Angebote auf.

Schon spricht man von Biomasse-Präkursoren und Plattformchemikalien, um der biobasierten Chemiewirtschaft mit einer präzisen Nomenklatur Leben einzuhauchen. Stroh, Raps, Soja, Mais und Zuckerrüben: Das sind die wichtigen Biorohstoffquellen, die uns hierzulande zur Verfügung stehen. Verschiedene Methoden sind geeigent, um aus diesen Quellen Ausgangsmoleküle (Präkursoren) wie Stärke, Hemicellulose, Lignin, Fette, Öle oder Proteine zu gewinnen und in weiteren Prozessen aufzutrennen. Es entstehen Plattformchemikalien wie Methanol, Ethanol oder Glycerin, die sich dann wieder zu langen und unterschiedlich stark vernetzten Molekülketten zusammensetzen lassen. So wie man es von der Petrochemie her kannte.

Einige der erfolgversprechendsten biologisch produzierten Kunststoffe basieren auf solchen Plattformchemikalien wie Milch-, Bernstein- oder Hydroxyfettsäuren. Denn die damit erzeugten Polymere weisen ganz ähnliche Qualitäten auf wie einige ihrer fossilen Vorbilder. So ist PLA (Polymilchsäure) im Eigenschaftsprofil vergleichbar mit dem von Kunststoffflaschen bekannten PET. Polyhydroxyfettsäure wie PHA oder PHB bieten gar die Möglichkeit für die Substitution von Massenkunststoffen wie PVC, PE oder PP. Und auch die Bernsteinsäure ist geeignet, industrielle Polymere wie Polyester oder Polyamide zu substituieren.

Unter Verwendung des aus dem Kuhmagen gewonnenen Bakteriums Basfia succiniciproducens produziert BASF in Kooperation mit dem niederländischen Unternehmen Purac Bernsteinsäure. Bei dem Prozess wird zusätzlich Kohlendioxid gebunden. Diese kann zum Beispiel für Polyester in biologisch abbaubare Käse- und Wurstverpackungen genutzt werden.

Obwohl die Preise noch bei drei- bis zehnfachen Werten von vergleichbaren petrochemisch erzeugten Polymeren liegen, bauen die Konzerne schon Produktionskapazitäten auf: Natureworks für PLA und Metabolix für PHA in den USA oder BioAmber in Frankreich und BASF in Deutschland für Bernsteinsäure sind einige der Macher der biobasierten Materialwirtschaft. Glaubt man den Erkenntnissen der Studie „Biomasse – Rohstoff der Zukunft für die chemische Industrie“, die vor kurzem beim VDI erschienen ist, scheint alles möglich zu sein bei der Ausbildung einer nachhaltigen und biobasierten Materialkultur. Wir nähern uns dem Wandel mit einer Geschwindigkeit, die vor einigen Jahren noch undenkbar gewesen wäre.

Weiterführende Links:

> www.zukuenftigetechnologien.de

> www.umweltdaten.de

> www.natureworksllc.com

> www.purac.com

(Autor: Dr. Sascha Peters ist Gründer und Inhaber von HAUTE INNOVATION – Agentur für Material und Technologie aus Berlin. www.haute-innovation.com)

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