Kunststoffe aus nachwachsenden Rohstoffen

Kunststoffe auf Basis nachwachsender Rohstoffe (NaWaRo) waren bis zum Zweiten Weltkrieg vorherrschend, wurden jedoch anschließend weitgehend durch petrochemische Varianten ersetzt. In den letzten Jahren hat das Interesse an biobasierten Kunststoffen, insbesondere aus Nachhaltigkeitsgründen, wieder deutlich zugenommen. Sie werden mittlerweile in der Lebensmittel-, Automobil-, Chemie-, Bau-oder Pharmabranche eingesetzt und das Angebot an biobasierten Kunststoffen diversifiziert sich zusehends. Außer in der Industrie mit ihren spezifischen Anforderungen an Materialien finden Kunststoffe aus NaWaRo auch zunehmend auf dem Verbrauchermarkt Verbreitung.
Das Kurzprofil fokussiert auf sogenannte Strukturpolymere, zu denen thermo- und duroplastische Kunststoffe zählen, weil diese ca. 74 % des globalen, jährlichen Gesamtkunststoffaufkommens ausmachen, hiervon jedoch bislang nur ca. 1 % biobasiert hergestellt wird. Aktuell werden biobasierte Strukturpolymere überwiegend als Verpackungsmaterial genutzt, könnten aber aus technischer Sicht bis zu 90 % ihrer petrochemischen Verwandten bei vielen anderen Anwendungen ersetzen. Weitere Kunststoffe – hierzu zählen Elastomere, Kunstfasern und Funktionspolymere – werden im Folgendem nicht berücksichtigt, weil für ihre Produktion im Vergleich zu den Struktur-polymeren bereits heute große Mengen nachwachsender Rohstoffe eingesetzt werden. ... mehr
Biobasierte Strukturpolymere können zwei Gruppen zugeordnet werden: Zum einen gibt es solche, die in der chemischen Struktur den bereits auf dem Markt befindlichen fossilen Kunststoffen gleichen (sogenannte Drop-in-Lösungen wie Bio-PE oder Bio-PET). Hierbei ist zu beachten, dass Drop-in-Lösungen in der Regel als Mix aus fossilen und biobasierten Kunststoffen verarbeitet werden. Zum anderen gibt es biobasierte Kunststoffe, die kein fossiles Pendant haben, etwa das biologisch abbaubare Polylactid.
Zukünftig könnten petrochemische Kunststoffe vermehrt durch biobasierte Alternativen ersetzt werden. Treiber hierfür sind u. a. die zunehmende Ausrichtung unseres Wirtschaftssystems in Richtung Bioökonomie sowie die steigende Nachfrage nach biobasierten Produkten von Endverbraucher/innen. Im Kontext der Nachhaltigkeitsbetrachtung schneiden biobasierte Kunststoffe im Vergleich zu petrochemischen Pendants in der Regel mit besseren Ergebnissen in den Wirkungskategorien Treibhausgaspotenzial und abiotischer Ressourcenverbrauch ab. Sie haben aber auch nachteilige Umweltwirkungen. Hierzu zählen der Landverbrauch, die Eutrophierung und Versauerung von Böden und der Wasserverbrauch. Zukünftig können die mit der Rohstoffbereitstellung verbundenen negativen Umweltwirkungen u. a. durch die Nutzung von Rest- und Abfallstoffen als Rohstoffquelle, die Optimierungen des Bioraffinerieprozesses und die nachhaltige Bewirtschaftung von Agrarflächen für biobasierte Kunststoffe minimiert werden.