Biobasierte Polypropylen-Pellets

Wie wird biobasiertes PP hergestellt?

Die Herstellung von biobasiertem PP umfasst typischerweise zwei Hauptschritte:

1. Von Biomasse zu biobasierten Monomeren

* Rohstoffe: Vorwiegend werden Pflanzen verwendet, die reich an Zucker oder Stärke sind, wie Zuckerrohr, Mais und Weizen, oder Nichtgetreidepflanzen wie Stroh, Sägemehl und Altöle.

* Konvertierungsprozess:

* Gärung: Zucker werden mithilfe von Mikroorganismen (wie Bakterien und Hefen) fermentiert, um biobasiertes Propylen oder biobasiertes Isopropanol herzustellen, das dann weiter dehydriert wird, um biobasiertes Propylen zu gewinnen.

* Katalytische Umwandlung: Pflanzenöle oder Altöle werden durch chemische Prozesse wie Hydrierung und Pyrolyse verarbeitet, um biobasiertes Propylen zu erzeugen.

2. Von biobasierten Monomeren zu biobasiertem PP

* Die im vorherigen Schritt erhaltenen biobasierten Propylenmonomere werden mit den gleichen Verfahren wie das traditionelle erdölbasierte PP (hauptsächlich Ziegler-Natta- oder metallocenkatalytische Polymerisation) polymerisiert, um biobasierte PP-Partikel herzustellen.

--- Wichtigste Vorteile von biobasiertem PP

1. Verringerte Abhängigkeit von fossilen Ressourcen

• Die Nutzung erneuerbarer Biomasse-Ressourcen trägt zur Energiesicherheit und Ressourcennachhaltigkeit bei.

2. Reduzierter CO2-Fußabdruck zur Unterstützung der doppelten Klimaziele

· Dies ist ihr entscheidender Vorteil. Pflanzen absorbieren während ihres Wachstums durch Photosynthese CO₂ aus der Atmosphäre. Daher sind die CO₂-Emissionen von biobasiertem PP aus einer Lebenszyklusperspektive deutlich geringer als die von erdölbasiertem PP. Einige hochentwickelte biobasierte PPs können sogar negative CO₂-Emissionen erzielen.

3. Reduzierte Plastizität ohne Leistungseinbußen

Aufgrund seiner identischen chemischen Struktur lässt es sich nahtlos in bestehende PP-Recyclingsysteme integrieren. Produkte aus biobasiertem PP können nach der Entsorgung zusammen mit herkömmlichem PP recycelt und wiederverwendet werden.

4. Leistung und Vielseitigkeit

• Besitzt alle Vorteile von herkömmlichem PP: geringes Gewicht, Chemikalienbeständigkeit, einfache Verarbeitung (Spritzgießen, Extrusion usw.) und relativ niedrige Kosten, wodurch eine direkte Anwendung in bestehenden Produktionslinien möglich ist.

--- Herausforderungen und Kontroversen

1. Kostenfragen

• Derzeit sind die Produktionskosten von biobasiertem PP deutlich höher als die von erdölbasiertem PP, was seine großflächige kommerzielle Anwendung einschränkt.

2. Rohstoffstreit: „Konkurrenz mit Nahrungspflanzen um Anbauflächen“

• Die Verwendung von Nahrungspflanzen (wie Mais und Zuckerrohr) als Rohstoffe kann Bedenken hinsichtlich der Ernährungssicherheit und ethische Kontroversen hervorrufen.

• Lösung: Die Industrie entwickelt aktiv biobasierte Rohstoffe der zweiten Generation (Nicht-Lebensmittel) und der dritten Generation (Algen), beispielsweise solche aus landwirtschaftlichen Abfällen, forstwirtschaftlichen Reststoffen und Mikroalgen, um dieses Problem anzugehen.

3. Nutzung der Land- und Wasserressourcen

• Der großflächige Anbau von Energiepflanzen kann erhebliche Land- und Wasserressourcen erfordern und dadurch potenziell Auswirkungen auf die ökologische Umwelt haben.

4. Technologische Reife und Produktionskapazität

• Die Technologie zur großtechnischen, hocheffizienten Herstellung von biobasiertem Propylen befindet sich noch in der Entwicklung und Verfeinerung und verfügt über begrenzte globale Produktionskapazitäten.

--- Wichtigste Produzenten und Marktstatus

* Neste (Finnland):

Ein weltweit führender Hersteller von erneuerbarem Diesel und nachhaltigem Flugkraftstoff, der auch nachgelagerte Chemieunternehmen mit biobasierten Rohstoffen aus Altölen und Rückstandsölen für die Herstellung von biobasiertem PP beliefert.

* LyondellBasell:

In Zusammenarbeit mit Neste ist das Unternehmen einer der weltweit ersten Chemiekonzerne, der biobasiertes PP kommerziell herstellt und seine Produkte unter der Marke „CirculenRenew“ vertreibt.

* Braskem (Brasilien):

Als weltweit führender Hersteller von biobasierten Polymeren gehörte das Unternehmen zu den ersten, die biobasiertes PE in Serie produzierten, und entwickelt aktiv die Technologie für biobasiertes PP weiter.

* Auch japanische Unternehmen wie Mitsubishi Chemical sind in diesem Bereich vertreten. Der Markt verzeichnet ein rasantes Wachstum. Angesichts der Fortschritte globaler Klimaneutralitätspolitiken und der stark steigenden Nachfrage nach nachhaltigen Materialien seitens Markeninhabern (wie beispielsweise aus der Automobil-, Verpackungs- und Konsumgüterindustrie) werden die Aussichten für biobasiertes PP allgemein als positiv eingeschätzt.

Zusammenfassung

Biobasiertes PP stellt eine wichtige Richtung für den Übergang der Kunststoffindustrie zu einer nachhaltigen Entwicklung dar. Es erbt die hervorragenden Eigenschaften von herkömmlichem PP und erreicht gleichzeitig die Ziele der CO₂-Reduzierung und der Nutzung erneuerbarer Rohstoffe. Obwohl es aktuell noch mit Kosten- und Technologieherausforderungen zu kämpfen hat, wird biobasiertes PP dank technologischer Fortschritte, erweiterter Produktionskapazitäten und der Verfügbarkeit von nicht-getreidebasierten Rohstoffen voraussichtlich zu einem der wichtigsten Polymerwerkstoffe der Zukunft werden und einen bedeutenden Beitrag zur Kreislaufwirtschaft und zum Klimaschutz leisten.