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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
Referent: Christian Schulz 2
IfBB - Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe
• Was sind Biokunststoffe?• Marktentwicklung• Anwendungen der Biokunststoffe• Zertifizierung• Aufbau einer Produktdatenbank• Beispiele für Produkte aus Biokunststoffen
in für kommunale Beschaffung relevanten Anwendungsbereichen
Agenda
Referent: Christian Schulz 3
IfBB - Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe
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
Referent: Christian Schulz 4
IfBB - Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe
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…)
Referent: Christian Schulz 5
IfBB - Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe
• Was sind Biokunststoffe?• Marktentwicklung• Anwendungen der Biokunststoffe• Zertifizierung• Aufbau einer Produktdatenbank• Beispiele für Produkte aus Biokunststoffen
in für kommunale Beschaffung relevanten Anwendungsbereichen
Agenda
Referent: Christian Schulz 6
IfBB - Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe
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
Referent: Christian Schulz 7
IfBB - Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe
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
Referent: Christian Schulz 8
IfBB - Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe
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
Referent: Christian Schulz 9
IfBB - Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe
Agrarflächen und Biopolymere II
Quelle: Endres et.al., Kunststoffe 09/2011
Referent: Christian Schulz 10
IfBB - Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe
• Was sind Biokunststoffe?• Marktentwicklung• Anwendungen der Biokunststoffe• Zertifizierung• Aufbau einer Produktdatenbank• Beispiele für Produkte aus Biokunststoffen
in für kommunale Beschaffung relevanten Anwendungsbereichen
Agenda
Referent: Christian Schulz 11
IfBB - Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe
Marktsegmente für Biokunststoffe in 2011
Quelle: Endres et.al., Kunststoffe 09/2011
Anwendungen der Biokunststoffe
Referent: Christian Schulz 12
IfBB - Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe
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
Referent: Christian Schulz 13
IfBB - Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe
• Was sind Biokunststoffe?• Marktentwicklung• Anwendungen der Biokunststoffe• Zertifizierung• Aufbau einer Produktdatenbank• Beispiele für Produkte aus Biokunststoffen
in für kommunale Beschaffung relevanten Anwendungsbereichen
Agenda
Referent: Christian Schulz 14
IfBB - Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe
Zertifizierung
• Europa EN 13432• Amerika ASTM D 6400/6868
• Verschiedene Labels, u.a. „Keimling“ der European Bioplastics, zertifiziert nach DIN CERTCO
Referent: Christian Schulz 15
IfBB - Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe
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 %
Referent: Christian Schulz 16
IfBB - Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe
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
Referent: Christian Schulz 17
IfBB - Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe
• Was sind Biokunststoffe?• Marktentwicklung• Anwendungen der Biokunststoffe• Zertifizierung• Aufbau einer Produktdatenbank• Beispiele für Produkte aus Biokunststoffen
in für kommunale Beschaffung relevanten Anwendungsbereichen
Agenda
Referent: Christian Schulz 18
IfBB - Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe
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
Referent: Christian Schulz 19
IfBB - Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe
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
Referent: Christian Schulz 20
IfBB - Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe
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?)
• …
Referent: Christian Schulz 21
IfBB - Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe
Onlinezugriff über www.nawaro-kommunal.de
Referent: Christian Schulz 22
IfBB - Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe
• Was sind Biokunststoffe?• Marktentwicklung• Anwendungen der Biokunststoffe• Zertifizierung• Aufbau einer Produktdatenbank• Beispiele für Produkte aus Biokunststoffen
in für kommunale Beschaffung relevanten Anwendungsbereichen
Agenda
Referent: Christian Schulz 23
IfBB - Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe
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
in für kommunale Beschaffung relevanten Anwendungsbereichen
Referent: Christian Schulz 24
IfBB - Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe
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
Referent: Christian Schulz 25
IfBB - Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe
Beispiel 2Öko-USB-Stick ‚Emtec M600‘
• Gehäuse aus PLA, beständig
• Biobasierter Anteil100 % (Gehäuse)
• Preis: ca. 14,30 € (4 GB)
• Bürobedarf / Elektroartikel
• Keine weiteren Zertifikate
• Im Onlineshop verfügbar
• Quelle: EMTEC / ZBP Media
Referent: Christian Schulz 26
IfBB - Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe
Beispiel 3Korrekturroller ‚Pritt ECOmfort‘
• Gehäuse aus PLA und Cellulosefasern
• Biobasierter Anteil89 %
• Preis: ab ca. 1,60 €
• Bürobedarf
• 3. Platz als „Biowerkstoff des Jahres“ 2010
• Im Einzelhandel verfügbar
• Quelle: Henkel / karp-shop.de
Referent: Christian Schulz 27
IfBB - Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe
Beispiel 4highlighter edding 24 ‚EcoLine‘
• Gehäuse aus Lignin-derivat, Filterfasern aus Recyclingmaterial
• Biobasierter Anteil>= 70 %
• Preis: ab ca. 0,95 €
• Bürobedarf
• Keine weiteren Zertifikate
• Im Einzelhandel verfügbar
• Quelle: edding AG / bfh24.de
Referent: Christian Schulz 28
IfBB - Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe
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
Referent: Christian Schulz 29
IfBB - Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe
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
Referent: Christian Schulz 30
IfBB - Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe
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
hans-josef.endres@fh-hannover.de christian.schulz@fh-hannover.de
Telefon: 0511-9296-2212 Telefon: 0511-9296-2258
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
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