Abbildungen Titelseite Fischer Fujitsu Mako Plastics Georgia-Pacific Moonen Packaging

Referent: Christian Schulz 1

IfBB - Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe

Verfügbarkeit und beispielhafte Anwendungen von biobasierten Werkstoffen und Produkten für

den kommunalen Bereich

B.Eng. Christian Schulz

Institut für Biokunststoffe und BioverbundwerkstoffeHochschule Hannover

Institutsleitung: Prof. Dr.-Ing. Hans-Josef Endres

Kongress NawaRo-Kommunal · 22./23.11. November · Berlin



• Was sind Biokunststoffe?• Marktentwicklung• Anwendungen der Biokunststoffe• Zertifizierung• Aufbau einer Produktdatenbank• Beispiele für Produkte aus Biokunststoffen

in für kommunale Beschaffung relevanten Anwendungsbereichen

Agenda



Was sind Biokunststoffe?

NichtAbbaubar

PetrochemischeRohstoffe

Abbaubar

NachwachsendeRohstoffe

2.Biopolymere3. Biopolymere

KonventionelleKunststoffe

basieren auf nachwachsenden

Rohstoffen

sind (bio-)abbaubar

und basieren auf

nachwachsenden Rohstoffen

sind (bio-)abbaubar

1.Biopolymere



Was sind Biokunststoffe?• Keine neuartige Werkstoffgruppe, sondern

Eingruppierung in die Klasse der Kunststoffe

• Einteilung in :

1. Abbaubare petro-basierte Biopolymere

2. Abbaubare (überwiegend) biobasierte Biopolymere

3. Nicht abbaubare, beständige biobasierte Biopolymere

• Vorteile von Biokunststoffen:

– Erneuerbare Rohstoffbasis

– Rohstofferzeugung für Biokunststoffe erfordert weniger Energie

– Neuartige Werkstoffeigenschaften in Gebrauch und Verwendung

– Vielfältige Entsorgungsmöglichkeiten (Kompostierung, klimaneutrale energetische Verwertung…)





Agenda



Marktentwicklung

• Biopolymermarkt wächst derzeit jährlich um etwa 20 %:2011 1,2 Mio. t 4,5 Mrd. €2015 (Prognose) 2,2 Mio. t 7,5 Mrd. €

• Biopolymere machen etwa 1 % am Gesamtkunststoffmarkt aus (250 Mio. t)

• Trendumkehr bei der Bioabbaubarkeit durch stärkeres Wachstum bei beständigen Biokunstoffen bis 2015

Langzeitanwendungen



204 264 269 293 293 310

447557 639 646 648 650

306

347

549 587 611

1.245

956

1.168

1.456 1.525 1.551

2.205

0

500

1.000

1.500

2.000

2.500

2010 2011 2012 2013 2014 2015

Kilo

tonn

en

Beständig undbiobasiert

Bioabbaubar undbiobasiert

Bioabbaubar undpetrobasiert

Globale Produktionskapazitäten von Biopolymeren

Beständig undbiobasiert

Bioabbaubar undbiobasiert

Bioabbaubar undpetrobasiert

Quelle:IfBB, FH Hannoverund European Bioplastics



Jährliche Kunststoff Produktion

[106 t]

Jährliche Biopolymer Produktion

2015[106 t]

Benötigte Fläche zur Biopolymerproduktion

im Jahr 2015 (Annahme: 0,34 t BP/km2)

[km2]

Ackerfläche[km2]

Welt 250 1,7 5,000 15 Millionen

EU 65 0,5 900 1,8 Millionen

Deutschland 20 0,25 450 0,17 Millionen

Bodensee 540

Vollständiger Austausch aller petrochemisch basierten

Kunststoffe gegen Biopolymere

erfordert 4% der weltweit verfügbaren Agrarfläche

Flächenbedarf für die Biopolymerproduktion

2015: 0,03% der weltweit verfügbaren

Agrarfläche

Agrarflächen und Biopolymere

Austausch aller petrochemisch basierten Kunststoffe in der

Automobilindustrie durch

Biopolymere erfordert 0,3% der weltweit verfügbaren Agrarfläche



Agrarflächen und Biopolymere II

Quelle: Endres et.al., Kunststoffe 09/2011





Agenda



Marktsegmente für Biokunststoffe in 2011

Quelle: Endres et.al., Kunststoffe 09/2011

Anwendungen der Biokunststoffe



Abbaubare petro-basierte Biopolymere

Abbaubare (überwiegend) biobasierte Biopolymere

Nicht abbaubare, beständige biobasierte Biopolymere

Landwirtschaft/Ga-La-Bau

Abfallwirtschaft(Kompostierbare) Abfallbeutel und Säcke

Catering (Catering)

MobiliarBiokunststoffe oder NFK/WPCs

Bauenz.B. Dübel aus Biokunststoff, Bio-PUR Dämmschäume oder NFK

Elektroartikel

Bürobedarf

Haushalt/Haushaltsnahe Produkte

Biokunststoffe in der kommunalen Beschaffung





Agenda



Zertifizierung

• Europa EN 13432• Amerika ASTM D 6400/6868

• Verschiedene Labels, u.a. „Keimling“ der European Bioplastics, zertifiziert nach DIN CERTCO



Was bedeutet „bio-basiert“?

• drei C-Isotope; 12C, 13C, 14C

14C selten, instabil, radioaktiv

• Halbwertzeit 5730 ± 40 Jahre(sog. „Cambridge-Halbwertzeit“)

• Ständiger Austausch von C in Atmosphäre und Biosphäre gleiches Verteilungsverhältnisvon 14C zu 12C

• Bei Beendigung der Stoffwechsel-vorgänge kein weiterer Austausch

14C ↓ bzw. Verhältnis 14C:12C ↓ Currie, Lloyd A.:

The remarkable metrological

history of radiocarbon dating (II)

NIST, 2004

Isotop 12C 13C 14C

Anteil 98,9 % 1,1% 10-12 %



Radiokarbondatierung – 14C Methode

• Veränderung des ursprünglichen Verhältnisses von 14C zu 12C im Vergleich zu Atmosphäre/Biosphäre zum Zeitpunkt der C-Fixierung lässt Rückschlüsse auf das Alter einer Materie zu

• Ursprünge der Radiokarbondatierung in der Archäologie, mittlerweile aber weitere Einsatzgebiete(Lebensmittel, Kosmetika, Schmierstoffe, Kunststoffe, etc.)

• Untersuchungen von Biopolymeren nach ASTM-D6866 mit gleichem Konzept wie Radiokarbondatierung, jedoch nicht Nutzung der Altersbestimmung, sondern Bestimmung des biobasierten C-Anteils dadurch Unterscheidung in fossile/biogene Kohlenstoffquelle Rückschlüsse auf den Anteil nachwachsender Rohstoffe





Agenda



Aufbau einer Produktdatenbank

• Entwicklung einer Produktdatenbank von Biokunststoffen und Bioverbundwerkstoffe für die kommunale Beschaffung durch das IfBB - Institut für Biokunststoff und Bioverbundwerkstoffe (FH Hannover)

Finanzierung: BMELV

Trägerschaft: FNR

TechnischeUmsetzung: Tangram Documents

Projektlaufzeit: 01.06.2011 – 31.07.2013



Projektinhalt

• Erfassung am Markt verfügbarer Produkte

1. Biokunststoffe

2. Naturfaserverstärkte Kunststoffe (NFK)

3. Wood Plastic Composites (WPC)• Auswertung verfügbarer Datensammlungen,

Fragebogen für Hersteller...• Zusammenfassung in einer frei zugänglichen Datenbank

der FNR (www.nawaro-kommunal.de)• Pflege und Aktualisierung des Datenbestandes während

der Projektlaufzeit bis Mitte 2013



Merkmalerfassung in der Produktdatenbank

• Produktname und Beschreibung

• Anwendungsgebiete/Themenbereiche

• Foto• Materialbeschreibung• Produktvarianten• Referenzen

• Zertifikate / Auszeichnungen- Blauer Engel- lebensmittelrechtliche Zulassung- Kompostierbarkeit- Bioanteil- …

• Preise, Gebindegrößen• Haltbarkeit/Abbaubarkeit• Hersteller/Lieferant

(Einzelhandel?)

• …



Onlinezugriff über www.nawaro-kommunal.de





Agenda



Beispiele für Produkte aus Biokunststoffen

Haushalt/Haushaltsnahe

Produkte

Bürobedarf Mobiliar Abfallwirtschaft

Gießkannen, Staubsauger, Trinkhalme

Schreibgeräte, Korrekturroller, Lineale

Stühle (Kompostierbare) Abfallbeutel und -säcke

Landwirtschaft/Ga-La-Bau

Catering Bauen Elektroartikel

Agrarfolien und -vliese, Dispenser, Pflanztöpfe

Wegwerfbesteck und-geschirr, Abfallbeutel

Werkzeuggriffe, Dübel, Bio-PUR-Isolierungen, Dämmstoffe, Terrassenbeläge, Teppiche und Bodenbeläge

Gehäuse für Computermäuse, Tastaturen, Telefone, Handys sowie Kabelisolierungen




Beispiel 1Tastatur ‚Fujitsu KBPC PX ECO‘

• Gehäuse aus Celluloseacetat, beständig

• Biobasierter Anteil~ 45 %

• Preis: ab ca. 36,00 €

• Bürobedarf / Elektroartikel

• Keine weiteren Zertifikate

• Im Einzelhandel verfügbar

• Quelle: Fujitsu / bdbayer-shop.de



Beispiel 2Öko-USB-Stick ‚Emtec M600‘

• Gehäuse aus PLA, beständig

• Biobasierter Anteil100 % (Gehäuse)

• Preis: ca. 14,30 € (4 GB)

• Bürobedarf / Elektroartikel


• Im Onlineshop verfügbar

• Quelle: EMTEC / ZBP Media



Beispiel 3Korrekturroller ‚Pritt ECOmfort‘

• Gehäuse aus PLA und Cellulosefasern

• Biobasierter Anteil89 %

• Preis: ab ca. 1,60 €

• Bürobedarf

• 3. Platz als „Biowerkstoff des Jahres“ 2010


• Quelle: Henkel / karp-shop.de



Beispiel 4highlighter edding 24 ‚EcoLine‘

• Gehäuse aus Lignin-derivat, Filterfasern aus Recyclingmaterial

• Biobasierter Anteil>= 70 %

• Preis: ab ca. 0,95 €

• Bürobedarf



• Quelle: edding AG / bfh24.de



Beispiel 5‚greenway‘ Cateringgeschirr

• PLA, Palmblatt, Holz, Zuckerrohr, Zellulose…

• Biobasierter Anteil 100 %

• Teller/Schalen, Becher, Deckel sowie Besteck…

• Catering / Haushalt

• EN 13432 (DIN CERTCO),ASTM D 6400

• Lebensmittelzulassung

• Direktvertrieb

• Quelle: Loick Biowertstoff / greenway-store.de



Beispiel 6Mulchfolie

• Folie aus Maisstärkeblend

• Biobasierter Anteil100 %

• Preis: 0,35 € / lfd. Meter

• Landwirtschaft / GaLa-Bau

• Kompostierbar (EN 13432)Haltbarkeit: 8 – 12 Wochen

• Direktvertrieb / Bezug über Versandhandel

• Quelle: biomasse GmbH



Kontakt

Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe

Heisterbergallee 12

Hannover 30453

http://www.ifbb-hannover.de/

Prof. Dr.-Ing. Hans-Josef Endres B.Eng. Christian Schulz

[email protected] [email protected]

Telefon: 0511-9296-2212 Telefon: 0511-9296-2258

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

Abbildungen Titelseite Fischer Fujitsu Mako Plastics Georgia-Pacific Moonen Packaging

Documents

Transcript of Abbildungen Titelseite Fischer Fujitsu Mako Plastics Georgia-Pacific Moonen Packaging