Biobasierte Polymere: Warum der Serieneinsatz (noch) stockt

Dazu möchte ich anmerken: Bio ist nicht gleich Bio. Mir widerstrebt es, im Bio-Bereich auf Quellen zurückzugreifen, die mit der Nahrungsmittelherstellung konkurrieren, denn in der Welt gibt es viele Menschen, die Hunger leiden. Daher passt es für mich nicht zusammen, wenn die Industrie zum Beispiel Rohstoffe aus dem Food-Bereich wie Mais, Zuckerrohr oder Raps für ihre Nachhaltigkeitsziele missbraucht. Rohstoffe auf Basis von biologischen Abfällen oder aus nachhaltigen Ressourcen, die nicht in die Lebensmittelherstellung eingebracht werden wie Frittierfett oder Stroh, sind besser geeignet. Ich vermute, dass viele Hersteller dies genauso sehen, daher reichen aktuell die Mengen am Markt nicht aus, um große Produktlinien nachhaltig bedienen zu können.

Verfügbarkeit, Preis, breite Einsatz- und Verarbeitbarkeit: Die Gesamtmenge biobasierter Kunststoffe ist global nach wie vor überschaubar. Zudem sind die Kosten nicht immer mit fossilbasierten Kunststoffen kompetitiv. Schließlich ist die Verarbeitung oftmals nicht einfach, die Nutzung biobasierter Polymere auf bestimmte Bauteile und Anwendungen beschränkt, die Rezyklierung komplex. Der Einsatz biobasierter Produkte sollte immer ökologisch, ökonomisch und sozial gegenüber Rezyklaten und Neuware bewertet werden.

Die Hürden für den breiteren Einsatz von biobasierten Polymeren in der Serienproduktion liegen nicht im Spritzgießprozess selbst, da dieser für biobasierte Kunststoffe ähnlich robust und effizient ist wie für nicht-biobasierte Materialien. Vielmehr sind es die höheren Kosten für biobasierte Kunststoffe im Vergleich zu herkömmlichen Kunststoffen, die eine breitere Anwendung verhindern. Biokunststoffe bieten die Chance, Spritzguss mit nachhaltigen Rohstoffen zu verbinden.

Ein häufig angemerkter Punkt bei biobasierten Kunststoffen ist eine unzureichende Steigerung der Ökobilanz zu fossilbasierten Kunststoffen. Gleichzeitig sind aufgrund der oftmals höheren Produktionskosten die Endprodukte aus biobasierten Polymeren ebenfalls teurer, beziehungsweise die Marge wird reduziert, was ihre Wettbewerbsfähigkeit im Vergleich zu traditionellen Kunststoffen verringert. Zudem steht die Flächennutzung zum Herstellen von biobasierten Kunststoffen zum Teil in Konkurrenz zur Lebensmittelproduktion. Die Verarbeitung selbst stellt für unsere Maschinen keine Herausforderung dar.

Meiner Meinung nach bestehen verschiedene Hürden, die den Einsatz von Biopolymeren verhindern: Der Mensch ist ein „Gewohnheitstier“, Unsicherheiten und Probleme in der Verarbeitungsphase, der höhere Materialpreis, die mangelnde Verfügbarkeit in großen Mengen und auch die Frage nach der Lebensdauer. Anders sähe es aus, wenn mein Vorschlag der Besteuerung von Erdölprodukten wie Kunststoff zum Tragen kommt. Selbst eine Verteuerung von erdölbasierten Kunststoffen um den Faktor 2 oder 3 würde die Ausgangsbedingungen für biobasierte Kunststoffe schlagartig verbessern.

Aktuell gibt es vor allem zwei Faktoren, die die Marktdurchdringung einbremsen. Zum einen ist das immer noch der Kostenfaktor. Zwar ist das Bewusstsein für Nachhaltigkeit gestiegen und mehr und mehr Unternehmen sind bereit, für nachweislich umweltschonende Alternativen einen höheren Preis zu bezahlen. Doch meist kann diese Kostensteigerung nicht an die Auftraggeber weitergegeben werden. Für den großen Durchbruch braucht es daher eine stärkere Skalierbarkeit. Momentan ist die Verfügbarkeit geeigneter Rohstoffe noch begrenzt und die Herstellungsprozesse sind weniger etabliert und damit teurer. Daneben reichen die rechtlichen Rahmenbedingungen immer noch nicht aus: Es fehlt eine klare und umfassende EU-Gesetzgebung, die sich mit biobasierten Kunststoffen befasst und regelt, welche Rolle biobasierte Kunststoffe in der Kreislaufwirtschaft und den Recycling-Konzepten spielen. Zwar gibt es Initiativen wie den Green Deal der Europäischen Kommission, rechtsverbindlich sind diese jedoch nicht. Daneben gilt es, eine Infrastruktur zur Sammlung und Verarbeitung von Biokunststoffen zu entwickeln. Solange keine Wertstoffströme etabliert sind, werden sie entweder falsch entsorgt oder nicht effizient recycelt. Auch das steht einer größeren Akzeptanz im Weg. Industrie und Politik müssen gemeinsam Anreize entwickeln, um eine Kreislauffähigkeit zu ermöglichen.

Der Serieneinsatz von Biopolymeren wäre in vielen Bereichen ein wesentlicher Schritt zu mehr Nachhaltigkeit. Die Hauptbarrieren liegen aber vor allem noch in den höheren Kosten und teilweise in den Materialeigenschaften. Biobasierte Polymere sind in der Regel teurer in der Herstellung als konventionelle Kunststoffe, was ihre Wettbewerbsfähigkeit in vielen Märkten einschränkt, zum Beispiel bei klassischen Consumer-Produkten. Hier ist die Akzeptanz seitens der Verbraucher oftmals noch nicht gegeben. Darüber hinaus bieten sie teilweise nicht die gleichen mechanischen und thermischen Eigenschaften wie konventionelle Kunststoffe, was ihren Einsatz in bestimmten Anwendungen erschwert. Diese Faktoren machen es momentan noch schwierig, biobasierte Polymere in großem Maßstab in der Serienproduktion zu etablieren. Allerdings hat die Materialentwicklung bereits sehr gute Fortschritte gemacht, und auch der Verarbeitbarkeit in der Großserie steht technisch nichts im Wege.

Die Verarbeitung biobasierter Polymere ist weniger das Problem, wie wir mit zahlreichen Messe-Anwendungen seit nunmehr schon Jahrzehnten erfolgreich aufzeigen. Eine Hürde für den Serieneinsatz sind neben Verfügbarkeit und Preis vor allem die individuellen Materialeigenschaften. So ist bei bestehenden Produkten eine Substitution nicht eins zu eins möglich, da das Werkzeug und der Prozess auf den bisher verwendeten Kunststoff ausgelegt sind und entsprechende Anpassungen erforderlich wären. Das muss sich auch rechnen. Für ein neues Produkt aus Biopolymer sind umfangreiche Versuche erforderlich, ebenso wenn es darum geht, einen neuen Biokunststoff für das Spritzgießen einsetzbar zu machen. Beispiel hierfür ist das Papierspritzgießen, das wir auf der Fakuma zeigen. Hier haben wir gemeinsam mit den Partnern Model und Biofibre das Material so weiterentwickelt, dass es sich problemlos verarbeiten lässt. Der nächste Schritt wäre jetzt, geeignete Serienprodukte zu finden.