Da sich unsere globale Abhängigkeit von Kunststoff verschlimmert, bieten biobasierte Kunststoffe eine alternative Lösung. Während 85% der Kunststoffe durch biobasierte Kunststoffe ersetzt werden können, machen biobasierte Kunststoffe nur 1% der jährlich 335 Millionen Tonnen Kunststoffe aus. Innovatoren gestalten Kunststoff jedoch neu und bieten bessere End-of-Life-Lösungen, um neue Märkte zu schaffen und die hohe Nachfrage der Verbraucher nach Alternativen zu befriedigen., Es bleiben Fragen wie:
- Wie biologisch abbaubar ist biobasierter Kunststoff wirklich?
- Welche Optionen gibt es?
- Ist der Markt bereit und wettbewerbsfähig?
- Wer sind die Marktführer?
Die weltweite Produktionskapazität für biobasierte Kunststoffe betrug 2018 2,1 Millionen Tonnen, im selben Jahr wurden über 300 Millionen Tonnen Kunststoffe produziert. Es wird jedoch erwartet, dass der biobasierte Kunststoffmarkt bis 2024 einen Wert von 68 Milliarden US-Dollar mit einer CAGR von 8.8% hat. Es gibt bedeutende regulatorische Treiber für die Biokunststoffindustrie., Das US-amerikanische Break Free From Plastic Pollution Act debütierte letzte Woche, das die erweiterte Herstellerverantwortung (EPR) für Plastikflaschen und Kunststoffverpackungen in den USA erzwingen wird. Dies folgt ähnlichen Plastikverboten aus der EU (ab 2021) und China (ab 2020 in Großstädten und ab 2022 in anderen Städten). Darüber hinaus haben die Regierungen von 60-Ländern (und mehr) die UN-Kampagne „Umwelt saubere Meere“ unterzeichnet, die darauf abzielt, Regierungen und den privaten Sektor in die Bekämpfung der Plastikverschmutzung der Ozeane einzubeziehen.,
Der zunehmende Verbraucherdruck zwingt Unternehmen auch zum Handeln, wobei Unternehmen wie HP ein steigendes Verbraucherbewusstsein als Hauptgrund für den Wandel anführen. Im Oktober 2019 hatte der Investor Non-Profit As You Sow 40 Investoren zu seiner Investorenerklärung zur Plastikverschmutzung angemeldet, darunter AXA, Aviva und Hermes. Im Rahmen der Erklärung verpflichteten sich die Investoren, die Erforschung potenzieller Lösungen und die weitere Entwicklung von Alternativen zu beschleunigen.,
Bei der Suche nach Lösungen wurden alternative Materialien wie Glas und Papier für Verpackungen in Betracht gezogen, die jedoch einen höheren CO2-Fußabdruck aufweisen und die Wiederverwendung von Papier als schwieriger angesehen wird. Infolgedessen wird biobasierter Kunststoff als die potenziell beste Option angekündigt.
Geschäftsmodelle
Für biobasierte Kunststoffe bleibt die Verpackung die häufigste Anwendung (~65% der Kapazität)., Es gibt viele Beispiele für hochwertigere Anwendungen, darunter: Körperpflege, Medizin, Bekleidung & Textil, Unterhaltungselektronik, Umweltdienstleistungen usw. Rund 50% aller hergestellten biobasierten Kunststoffe sind Drop-in-Kunststoffe — biobasierte, nicht biologisch abbaubare Materialien, die aus erneuerbaren Quellen mit identischen technischen Eigenschaften wie ihre Erdölgegenstücke wie Bioderived-PE und PET gewonnen werden.
Bestimmte Kunststoffe (biobasiert und nicht biobasiert) können biologisch abbaubar und/oder kompostierbar sein., Biologisch abbaubare Kunststoffe sind solche, die mit Hilfe von Mikroorganismen im Laufe der Zeit abgebaut werden, während kompostierbare Kunststoffe unter Bedingungen und innerhalb eines bestimmten Zeitraums abgebaut werden (und als solche zertifiziert sind). Laut der New Plastics Economy berichteten die Hersteller von durchschnittlich 62% erneuerbaren Rohstoffen und durchschnittlich 42% Rohstoffen aus verantwortungsbewusst verwalteten Quellen. Pivot Materials, Entwickler von Verbundkunststoffen für Spritzguss-und Extrusionsanwendungen, produzieren beide Typen., Sein erster biobasierter Kunststoff verwendet 100% erneuerbare Materialien, einschließlich Naturfasern (Bambus & Reisschalen), gemischt mit einem Biopolymer (PLA, TPS) und wird für Haushalts-und Einweg-Kunststoffartikel verwendet. Der andere biobasierte Kunststoff von Pivot verwendet ~15% – 45% erneuerbare Materialien wie Naturfasern (Bambus, Reisschalen) und Mischungen mit synthetischen Kunststoffen (PP, PE), die für den Versand von Paletten und Autoteilen verwendet werden können., Die Cleantech Group sprach mit Kylee Günther, CEO von Pivot Materials, der sagte, dass sein biobasierter Kunststoff im Vergleich zu herkömmlichen Kunststoffen kostengünstig ist und eine stärkere und leichtere Alternative bietet.
In ähnlicher Weise verfügen Origin-Materialien über ein kohlenstoffnatives PET, das Zellulose aus Forstabfällen verwendet. Im Jahr 2017 sammelte das Unternehmen $ 40million in einer Wachstums-Equity-Runde, die mit Nestle, Danone und neuerdings PepsiCo zusammenarbeitete., Im Januar dieses Jahres sammelte Loliware, Entwickler von algenbasierten biobasierten Kunststoffen, 6 Millionen US-Dollar an Startkapital von den Investoren New York Ventures, Magic Hour, For Good VC, Geekdom Fund, HumanCo VC, CityRock und Closed Loop Partners. Die Mittel werden für R&D, Skalierung und die Einführung neuer biobasierter Kunststoffe und Utensilien auf Strohbasis verwendet.
Biobasierte Kunststoffe wie Polymilchsäure (PLA) sind recycelbar, müssen aber von erdölbasierten Kunststoffen getrennt werden., Die geringe Menge an biobasierten Kunststoffen in Abfallströmen bedeutet, dass die Trennung von biobasierten Kunststoffen nicht wirtschaftlich ist. Radical Plastics hat Additive entwickelt, die, wenn sie mit Kunststoffen zusammengesetzt werden, biologisch abbaubar sind. Diese können auch mit normalen Kunststoffen recycelt werden. Die Cleantech Group sprach mit Kristin Taylor, CEO und Gründerin von Radical Plastic, die sagte: „Unser ursprünglicher Zielmarkt ist die Landwirtschaft – insbesondere Kunststoffmulchfolie. Landwirte geben über $4B pro Jahr für Polyethylen-Mulchfolie aus., Mit Folie aus dem radikalen Kunstharz können sie es einfach in den Boden gießen, wo es vor der nächsten Vegetationsperiode biologisch abgebaut wird.“Das Unternehmen führt derzeit Feldversuche nach erfolgreichen Laborversuchen durch.
Technologie
Biobasierte Kunststoffe haben im Allgemeinen einen geringeren CO2-Fußabdruck als ihre fossilen Brennstoffe. Biologisch abbaubare Kunststoffe wie PHA haben den zusätzlichen Vorteil, dass sie sich in kurzer Zeit in der Natur zersetzen. Das Interesse nimmt weiter zu, doch es gibt Einschränkungen.,
- PLAs (Polymilchsäure) und Newcomer PHAs (Polyhydroxyalkanoate) sollen das Wachstum bis 2022 vorantreiben. PLA wird voraussichtlich um 50% steigen. PHAs, die jetzt auf den Markt kommen, werden voraussichtlich bis 2022 ihre Produktionskapazität verdreifachen. PEF, ein PET-Ersatz, wird voraussichtlich 2023 auf den Markt kommen.
- Durchbrüche in den Biowissenschaften beschleunigen R&D und treiben Kostensenkung, Leistungsverbesserungen und Abstimmbarkeit von Immobilien voran. PLA und PHA, die meist in Verpackungen Anwendung gefunden haben, werden zunehmend für andere Anwendungen in Betracht gezogen.,
- Rohstoffinnovationen. Die Nachhaltigkeit der Nutzung von Biomasse der ersten Generation (Zuckerrohr, Mais, Zuckerrüben) wird seit langem diskutiert. Es besteht ein zunehmendes Interesse, die als nachhaltiger erachteten alternativen Rohstoffe zu nutzen: Algen, Algen, Lebensmittelabfälle, Holz/Lignin, Kohlendioxid.
- Problem mit lebensmittelechtem Kunststoff. Neue Materialien erfordern in der Regel eine Genehmigung, wenn sie mit Lebensmitteln in Berührung kommen sollen (in den USA und der EU). Während bestimmte biobasierte Kunststoffe wie PHA für den Einsatz in den USA freigegeben wurden, in der EU müssen mehrere regulatorische Fragen für neue Materialien oder für neue Anwendungen für bestehende Materialien in Betracht gezogen werden
Wettbewerb
Die PLA-Produktion wächst weiter und im September 2019 eröffnete Total-Corbion PLA, ein Joint Venture zwischen Total und dem Hersteller von Spezialzutaten Corbion, seine PLA-biobasierte Kunststofffabrik in Rayong, Thailand. Das Werk ist die zweitgrößte biobasierte Kunststofffabrik der Welt und produziert 75.000 Tonnen pro Jahr. Corbion hat die Produktion von PLA aus Biomasse-Rohstoffen der zweiten Generation weiter evaluiert.,
In der Zwischenzeit hat das japanische Chemieunternehmen Kaneka im Dezember 2019 die Arbeiten an seiner biologisch abbaubaren Kunststofffabrik mit einer Produktionskapazität von 5.000 Tonnen PHBH (ähnliche Eigenschaften wie PP und PE) pro Jahr abgeschlossen. Sie schließen sich anderen Unternehmen mit der kommerziellen Produktion von PHA an, einschließlich Danimer Scientific und Newlight Technologies, die Raps und CO2 als Hauptfuttermittel verwenden.
Anderswo, im Oktober 2019, stellte Nestlé, ein bedeutender FMCG-Anwender aus Kunststoff, ein Verpackungsforschungsinstitut vor, um die Entwicklung „nachhaltiger“ Materialien, einschließlich biobasierter Materialien, voranzutreiben.,
Was Kommt noch?
Die Zunahme der neuen bio-basierten Kunststoffen ist etwas ermutigend, obwohl noch viel getan werden muss, in Auftrag zu reduzieren unsere Abhängigkeit von Kunststoffen insgesamt. Es ist ermutigend, die Entwicklung und die Investitionen in diesem Sektor zu sehen, ein Faktor, der weitgehend vom Verbraucherdruck bestimmt wird. Die Entwicklung von biobasierten Kunststoffen und ihre Fähigkeit, in ihre Umwelt biologisch abzubauen, haben das Potenzial, einige der Nachteile zu vermeiden, die derzeit für dieses vielseitige und allgegenwärtige Material bestehen.