Clusterkonferenz Kunststoffe und Chemie 2015 Biopolymere Kernteam: Prof. Dr. H.-P. Fink , Prof. Dr. D. Hofmann, Dr. M. Hahn (alle Fraunhofer IAP), Dr. H. Lerche (KuVBB e.V.), K. Dohrmann (ZAB) Ergebnisse der Potenzialanalyse, Kapitel Biopolymere Auftraggeber: MWE Potsdam Hauptauftragnehmer: Biopos e.V. Teltow-Seehof Bearbeiter Kapitel Biopolymere: Prof. D. Hofmann, Fraunhofer Institut für Angewandte Polymerforschung IAP Potsdam-Golm Kurze Produkt- und Marktanalyse: Biopolymere für technische Anwendungen umfassen ein breites Materialspektrum: • Natürliche Biopolymere wie Cellulose, Celluloseester, Stärke, TPS, Lignin, Hemicellulosen, Chitin, Pektin, Proteine • Neuere Biobasierte Kunststoffe wie PLA, PHA, Bio-PA (z.B. Evonik Vestamid Typen), »drop-ins« (Bio-PE, Bio-PP, Bio-PET) • biobasierte Blends von Kunststoffen auch mit Stärke oder Lignin Aus Biopolymeren sind fast alle Produktgruppen wie aus erdölbasierten Kunststoffen herstellbar (Fasern, Folien, Fliese, Formteile etc.) Typische Einwände potenzieller Endhersteller (z.B. Automobil, Haushaltsgeräte - Ergebnisse eines Workshops): • Endhersteller nicht bereit, eventuelle Mehrkosten zu tragen, da sie befürchten diese nicht auf die Endabnehmer umlegen zu können. • Viele Endkunden sehen biobasierte Kunststoffe in Konkurrenz zur Nahrungserzeugung und/oder haben Zweifel an der ökologischen und energetischen Nachhaltigkeit dieser Materialien. • Die Endhersteller befürchten Probleme bei der Qualitätssicherung für Ihre Produkte, wenn sie Biopolymere einsetzen. • Probleme werden auch mit der stabilen Verfügbarkeit entsprechender Biopolymere in großen Mengen gesehen. Mögliche Lösungsansätze: • Aussagefähige Energie- und Ökobilanzen / Zertifizierungen • Das Thema Recycling von Biopolymeren adressieren • Betonung von Materialvorteilen für Bioipolymere (wo gegeben) • Bevorzugte (dezentrale) Nutzung lokaler Biomassequellen • Verbesserte fachliche Informationen zum Thema Biopolymere Weltweit werden zurzeit im Kunststoffbereich jährlich in aller Regel profitabel etwa 7 Mio. Tonnen cellulosebasierte Werkstoffe (inkl. cellulosebasierte Chemiefasern), 2,5 Mio. t Wood-Plastic Komposite und etwa 2 Mio. t neuere biobasierte Kunststoffe (vergl. oben) produziert und finden Eingang in Produkte. In allen Bereichen wird eine dynamische Aufwärtsentwicklung erwartet. Fazit: Biopolymere finden sich nicht nur in kompostierbaren Einkaufstüten und es gibt bereits umfangreiche profitable Marktnischen für ihren Einsatz, die ohne staatliche Subventionen wirtschaftlich sind. Methodisches: Befragt wurden: • 9 Polymerhersteller (incl. Compoundeure) im Land Brandenburg und 5 Biopolymerhersteller außerhalb • 123 brandenburgische kunststoffverarbeitenden Firmen • 7 Netzwerke in und um Brandenburg Rücklauf/Internetanalyse: • 54 der insgesamt befragten 137 Unternehmen und alle Netzwerke • Problem: Biopolymere bilden in den wenigsten Fällen das Kerngeschäft • Zusätzlich erfolgte zu allen Firmen mit Webauftritt eine Analyse der entsprechenden Webseiten (war in etwa 90 % der Fälle möglich) Ergebnisse der Potenzialanalyse: • Die Herstellung von Biopolymeren im Land Brandenburg reduziert sich nach gegenwärtigem Stand auf technische Stärke (Emsland), kleinere Mengen von PLA für Entwicklungszwecke (UIF) und (zukünftig) kleinere Mengen an schwefelfreien Ligninen (biotechnologische Anlagen – vergl. Teil Feinchemie). Die Firma Linotech GmbH ist der einzige uns bekannte Biopolymercompoundeur. • Bei den Verarbeitern setzen bereits 28 Unternehmen Biopolymere ein (meist aber nicht als Kerngeschäft). 8 weitere Unternehmen planen mittelfristig Biopolymere zu nutzen. Vorschläge für Wertschöpfungsketten (Beispiele): • Dezentrale Produktion von Oligo-PLA aus einheimischen Reststoffen, gefolgt von Umwandlung in hochwertige Multiblock-PLA durch Reaktivextrusion bei zentralen Verarbeitern und Produktentwicklungen. • Entwicklung von PLA-Typen bzw. anderen geeigneten biobasierten Kunststoffen mit besonders guten thermo-mechanischen Eigenschaften gefolgt von Entwicklungen hochwertiger Produkte. • Gezielte Herstellung hochwertiger gereinigter Lignine in geeigneten Bioraffinerien und deren Nutzung zur gezielten Produktentwicklung. • Entwicklung von voll biobasierten Faserkompositen mit Anschlussmöglichkeiten zu Produktentwicklungen für den Leichtbau. • Entwicklung und Vermarktung innovativer Verpackungsmaterialien und Verpackungsprodukte mit maßgeschneiderten Eigenschaften. Empfehlungen für die brandenburgische Wirtschaftspolitik: • Brandenburg verfügt nur über sehr wenige Hersteller von Biopolymeren. Daher Potenzial für Neuansiedlungen prüfen. • Von den Brandenburgischen Kunststoffverarbeitern setzt bisher nur eine Minderheit Biopolymere ein. Hier gibt es Entwicklungspotenzial. • Wir empfehlen in einer Anlaufphase zunächst gut vermarktbare Projekte im Sinne genannten Wertschöpfungsketten zu fördern, um mit den Ergebnissen Verarbeiter, Produktentwickler und potenziellen Kunden von den Vorteilen von Biopolymeren zu überzeugen.
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