Globale Infrastruktur, die auf Kunststoffen basiert 

Der weltweite Einsatz von Kunststoffen in unserem Alltag macht es scheinbar unmöglich, sich ein Leben ohne ihn vorzustellen. Ein Großteil der Kunststoffe wird in Verpackungen verwendet, insbesondere in Einwegverpackungen, aber auch in der Automobil- und Textilindustrie sowie in technischen und industriellen Anwendungen.  

Kunststoffe erfreuten sich aufgrund ihrer Haltbarkeit, Flexibilität und Kosteneffizienz großer Beliebtheit. Daher sollte es nicht überraschen, dass der globale Kunststoffmarkt im Jahr 2023 einen Wert von unglaublichen 712 Milliarden US-Dollar hatte und bis 1 voraussichtlich auf deutlich über 2033 Billion US-Dollar ansteigen wird (Statistik 2024). Dieses Marktwachstum ist eine erstaunliche Leistung, gibt aber auch Anlass zu großer Sorge.  

Da die meisten herkömmlichen Kunststoffe nicht biologisch abbaubar sind, können sie bei der Entsorgung Mikro-/Nanoplastikpartikel abgeben. Diese schädigen die lokale Umwelt, verunreinigen Wasserstraßen und verursachen Gesundheitsprobleme.  

Bis 2040 werden die globalen Treibhausgasemissionen aus der Kunststoffproduktion, -verwendung und -entsorgung von 1.9 Milliarden Tonnen im Jahr 2019 auf 3.1 Milliarden Tonnen CO steigen2 Emissionen – ein Anstieg von über 60 % (Systemiq 2023). Die jährliche Kunststoffproduktion wird bis 1.2 2060 Milliarden Tonnen überschreiten, was die Produktion verdoppelt und den Abfall verdreifacht, was selbst die am weitesten entwickelten Recycling-Infrastrukturen belasten würde (OCED 2022).  

Ironischerweise können Kunststoffe die Kunststoffkrise lösen 

Biobasierte Kunststoffe und Alternativen (im Folgenden als Biokunststoffe bezeichnet) sind Materialien, die aus Biomasse gewonnen werden, typischerweise aus Abfällen oder im Labor angebauten, und sollen herkömmliche Kunststoffe mit ähnlicher oder identischer Funktion ersetzen, auch wenn es sich dabei nicht um eine exakte biologisch gewonnene Alternative handelt Molekulare Ebene.  

Für diejenigen, die sich Sorgen um die Verfügbarkeit von Biomasse machen: Die Länder haben damit begonnen, ihre Biomasse-Lieferketten auszubauen. Im März veröffentlichte das US-Landwirtschaftsministerium seine Strategie, „die Widerstandsfähigkeit der Biomasse-Lieferkette für die Herstellung heimischer biobasierter Produkte zu erhöhen und gleichzeitig die ökologische Nachhaltigkeit und die Marktchancen für kleine und mittlere Produzenten zu verbessern“. (USDA) 

Biokunststoffe gibt es für nahezu jedes herkömmliche Kunststoffprodukt und dessen jeweilige Anwendung. Tatsächlich werden Biokunststoffe wie PLA/PHA mit einem Technology Readiness Level (TRL) von 8–9 kommerziell hergestellt. Bis 2028 wird die PLA- und PHA-Produktion auf 3.2 Mio. Tonnen bzw. 1 Mio. Tonnen steigen (Europäische Biokunststoffe 2023). 

Neue Innovationen in der Biokunststoffproduktion werten organische Abfallströme auf und senken so die Gemeinkosten bei der Rohstoffbeschaffung im Vergleich zu anderen Produktionsmethoden wie der Züchtung von Mikroben für PHA. Biokunststoffe können den CO40-Fußabdruck eines Produkts um 70–XNUMX % reduzieren (EC Delft), und natürlich biologisch abbaubare Biokunststoffe geben beim Abbau in natürlichen Umgebungen kein Mikro-/Nanoplastik ab.  

Aus Biomasse gewonnene Materialien sind nicht gleichbedeutend mit biologischer Abbaubarkeit und umgekehrt. Daher gibt es Biomaterialien, die nicht biologisch abbaubar sind. Und es gibt herkömmliche Kunststoffe, die industriell kompostierbar oder biologisch abbaubar sind. Natürlich biologisch abbaubar bedeutet, dass ein Produkt zu Hause kompostierbar ist, während industriell biologisch abbaubar/kompostierbar bedeutet, dass ein Produkt zur Verarbeitung an eine Verarbeitungsanlage geschickt werden muss.  

Aufstrebende Innovatoren befassen sich mit diesem Problem der biologischen Abbaubarkeit, insbesondere für den Einmalgebrauch, um den Abfall einzudämmen. Zum Beispiel mit Sitz in Neuseeland Sleaktek ist ein Entwickler biologisch abbaubarer Biopolymere als Ersatz für Einwegkunststoffe aus organischen Abfällen, die mit den meisten Produktionslinien kompatibel sind. Eigentlich sind es seine Materialien zu unterstützen, die Bodennährstoffe der Umgebung, in der es abgebaut wird. Nohbo entwickelte wasserlösliche Biofilme für Einwegkosmetikanwendungen. 

Mit Sitz in Frankreich CARBIOS hat eine enzymatische Lösung entwickelt, um PLA heimkompostierbar oder natürlich biologisch abbaubar mit einem TRL von 9 zu machen. Es wurde kürzlich von der US-amerikanischen Food and Drug Administration als sichere Substanz für den Lebensmittelkontakt zugelassen. 

Drop-in-Lösungen ermöglichen die vertikale Integration von Biokunststoffen in bestehende Produktionslinien. Ausgründung der Technischen Universität Dänemark, Kvasir-Technologienist ein Hersteller von Biokunststoffen, aber auch von Biokraftstoffen, Pflanzenkohle und anderen Produkten aus lignozellulosehaltigen Non-Food-Abfällen. Kürzlich wurde eine Startkapitalfinanzierung in Höhe von 3.2 Millionen US-Dollar für den Bau einer Pilotanlage in Dänemark aufgebracht. 

Es gibt auch Innovatoren von Biokunststoffen aus gemischten Quellen und erdölbasierten Kunststoffen für technische und industrielle Anwendungen, bei denen 100 % Biokunststoffe möglicherweise nicht zur Vermeidung mechanischer Risiken geeignet sind. Evoco hat durch die Mischung von 80 % Bioschaum mit herkömmlichen Kunststoffen Partnerschaften mit großen Markeninhabern gewonnen und so die mit Biokunststoffen verbundenen Haltbarkeitsbedenken entkräftet. Sitz in Texas EPSilyt produziert biologisch abbaubares und recycelbares bioPE.  

Plastikverbote haben gute Absichten, aber schaden sie der Innovation? 

Über 100 Länder stellen die Produktion herkömmlicher Kunststoffe schrittweise ein und schränken die Anreize hierfür ein. Dabei zielen sie im Allgemeinen auf den Einmalgebrauch ab oder fordern eine Reduzierung der Verwendung in Kunststoffen für langlebige Kunststoffe, da Befürworter sozialer und ökologischer Gerechtigkeit Maßnahmen fordern. Beispielsweise haben sich die USA das Ziel gesetzt, in den nächsten 90 Jahren 20 % der Kunststoffe durch Biomaterialien zu ersetzen. Der EU-Politikmanifest drängt auf die Unterstützung von Biomaterialien und fördert gleichzeitig eine strengere Regulierung konventioneller Kunststoffe. Und das Board of Investment of Thailand bietet Biokunststoffherstellern eine Reihe nichtsteuerlicher und steuerlicher Anreize. 

Aber Biokunststoffe werden in Plastikverbote zusammengefasst. Dies kann daran liegen, dass die ersten Generationen von Biokunststoffen (PLA, PHA, bioPE usw.) Mikro-/Nanoplastik freisetzten, sie typischerweise nur industriell biologisch abbaubar waren und die Recyclinginfrastruktur beschädigten. Dies führte dazu, dass die politischen Entscheidungsträger gegenüber Biokunststoffen die gleiche Einstellung entwickelten wie gegenüber herkömmlichen Kunststoffen. 

In Ländern wie der EU bestehen weiterhin Missverständnisse im politischen Rahmen hinsichtlich der Landnutzung, der Umweltauswirkungen, der Kontamination von Abfallströmen und der biologischen Abbaubarkeit (European Bioplastics 2023). Die Politik verkennt die positiven Auswirkungen, die Biokunststoffe gegenüber herkömmlichen Kunststoffen haben. Es schränkt Biokunststoff-Innovatoren durch seine übervorsichtigen Ansichten ein, verhindert die Umstellung auf biobasierte Produkte und bremst Innovationen in der gesamten Biomateriallandschaft – nicht nur bei Biokunststoffen. 

Darüber hinaus führte dies zu einer Kultur der Vermarktung von Biokunststofftechnologie ohne Erwähnung von „Biokunststoff“, was zu einer verwirrenden Situation für Verbraucher, Produzenten und politische Entscheidungsträger geführt hat. Innovatoren befürchten, dass ihre Lösungen vom Verkauf ausgeschlossen werden, wenn sich herausstellt, dass ihre Lösung als Kunststoff einzustufen ist. Oder dass Verbraucher Produkte bevorzugen, bei denen Biokunststoff nicht erwähnt wird. Daher vermarkten Innovatoren „Biopolymere“, „Biomaterialien“, „Kunststoffalternativen“ usw. im Rahmen ihrer Bemühungen, diese Materialien auf den Markt zu bringen. 

Von den 400 Millionen Tonnen Kunststoff, die im Jahr 2023 produziert wurden, waren nur 0.5 % der Produktion Biokunststoffe. Und obwohl die Produktionskapazität für Biokunststoffe von 2.18 bis 7.43 voraussichtlich von 2023 Mio. auf 2028 Mio. Tonnen wachsen wird, würde sie im Jahr 2 immer noch nur weniger als 2023 % der gesamten Kunststoffproduktion ausmachen (Europäische Kommission 2023). 

Plastik geht nirgendwo hin 

Trotz des wachsenden Interesses an Biokunststoffen ist es wichtig zu erkennen, dass konventionelle Kunststoffe tief in unserer Gesellschaft und Wirtschaft verankert sind. Die Infrastruktur rund um die Produktion, den Vertrieb und die Entsorgung von Kunststoffen ist umfangreich und lässt sich nicht einfach ersetzen oder umgestalten. Daher sind Bemühungen zur Reduzierung des Kunststoffverbrauchs und der Übergang zu nachhaltigeren Materialien zwar unerlässlich, es ist jedoch unrealistisch zu erwarten, dass Kunststoffe vollständig verschwinden. 

Es gibt Alternativen ohne Kunststoff (z. B. Holz, Metall, Verbundwerkstoffe usw.), aber diese werden wahrscheinlich nie mit den billigen und langlebigen Kunststoffen, die wir alle kennen, konkurrieren (denken Sie an die Papierstrohhalme, die schnell ihre Struktur verlieren, bevor man sie aufbrauchen kann). ein Getränk, das beim Verbraucher einen schlechten Geschmack hinterlässt). 

Biokunststoffe sind die effizienteste Lösung, um eine komplette Erneuerung der Infrastruktur zu vermeiden.  

Es besteht immer noch eine erhebliche Lücke zwischen dem Nachfragepotenzial von Biokunststoffen, der Verfügbarkeit des Angebots und der Produktionskapazität. Da die Einstellung der Verbraucher und sich schnell ändernde Gesetze die Nachhaltigkeit weiterhin vorantreiben, kann sich die Investition in Biokunststoffe nicht nur finanziell lohnen, sondern ist auch entscheidend für die Bewältigung der Umweltherausforderungen, die herkömmliche Kunststoffe mit sich bringen. Nahezu der gesamte Kunststoffmarkt bleibt unerschlossen (99.5 %), was eine lukrative Gelegenheit für Investoren darstellt, von Biokunststoffen zu profitieren, die einen riesigen Markt revolutionieren.  

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• Quelle: https://www.cleantech.com/biodegradable-bioplastics-decarbonizing-a-throw-away-economy-built-on-cheap-and-durable-plastics/