Der Beginn einer neuen Ära für „grüne“ Fasern und Kunststoffe
Textilien und Kunststoffe sind für viele Wirtschaftsbereiche und Bedürfnisse der Menschen von entscheidender Bedeutung. Diese Produkte werden jedoch größtenteils mit fossilen Brennstoffen hergestellt. Das verursacht erhebliche Klimakosten. Billige Kunstfasern wie Polyester sind in der Mode- und Textilindustrie weit verbreitet. 2015 entsprachen die bei der Polyesterproduktion in der Modeindustrie erzeugten CO2-Emissionen dem Ausstoß von 180 Kohlekraftwerken). Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts EFFECTIVE entwickelte ein Team aus mehreren Unternehmen neue Verfahren zur Herstellung nachhaltiger biobasierter Fasern und Kunststoffe unter Verwendung erneuerbarer Rohstoffe und innovativer Technologien. Das Projekt zielte darauf ab, bei der Produktion vom Erdöl wegzukommen und diese Produkte in die Kreislaufwirtschaft zu überführen. „Die Grenzen des Linearwirtschaftsmodells sind heute deutlicher denn je“, sagt Mattia Comotto, Leiter der Abteilung Kreislaufwirtschaft und Nachhaltigkeit bei Aquafil und Koordinator des EFFECTIVE-Projekts. „Angesichts des weltweiten technologischen und industriellen Fortschritts kann das Paradigma ,Herstellen, Verwenden, Wegwerfen‘ nicht mehr als Modell dienen, da insbesondere die fossilen Ressourcen begrenzt sind“, erklärt er.
Beschaffung von erneuerbaren Rohstoffen
EFFECTIVE arbeitete an der Verbesserung der gesamten Wertschöpfungskette für biobasierte Polymere, von der Produktion der für die Herstellung verwendeten Rohstoffe, bis hin zum Management der Materialien am Ende der Lebensdauer. Das Projekt nutzte vor allem zwei Hauptquellen von Rohstoffen: nachhaltigen Zucker und nachhaltige Pflanzenöle. Beide wurden mithilfe innovativer Technologien hergestellt, die entweder Nebenprodukte minimieren oder mehr Wert aus Abfallströmen generieren. „Bei der Suche nach nachhaltigen Rohstoffen haben wir nicht nur auf ihre Herkunft geachtet, sondern auch auf den Umweltfußabdruck der zu ihrer Herstellung notwendigen Prozesse“, erklärt Comotto.
Herstellung biobasierter Polymere
EFFECTIVE setzte biotechnologische Lösungen zur Umwandlung dieser nachhaltigen Rohstoffe in biobasierte Bausteine für Materialien ein. Diese Bausteine wurden zur Herstellung von biobasierten Polymeren chemisch umgewandelt, die dann in verschiedenen gezielten Anwendungen zum Einsatz kamen. Im Rahmen von EFFECTIVE entwickelten und optimierten die Teammitglieder alle Schritte im Pilotmaßstab bis zum Technologie-Reifegrad 5 und alle Prozesse im Demonstrationsmaßstab bis zum Reifegrad 7/8. Dazu stellten sie (tonnenweise) Proben erneuerbarer Polymere im großen Maßstab her. Dazu gehören biobasierte Nylonfasern, die erfolgreich bei der Herstellung von textilen Flächengebilden, Badeanzügen, Prototypen von Fahrradbekleidung und Teppichen getestet wurden. Sie wurden auch im Bereich der technischen Kunststoffe und für Verpackungsanwendungen erprobt.
Einen nachhaltigen Kreislauf schließen
Das Projekt EFFECTIVE wurde von Anfang bis Ende konzipiert. Das bedeutet, dass das Team für alle anvisierten biobasierten Polymere technologische Lösungen definierte, um den Kreislauf der Materialien zu schließen. „Die Verwendung natürlicher und erneuerbarer Ressourcen anstelle von fossilen Rohstoffen ist nur ein Teil der Gesamtlösung“, fügt Comotto hinzu. „Wenn diese biobasierten Produkte auf der Deponie oder in der Verbrennung landen, wäre der Nutzen der Herstellung aus erneuerbaren Ressourcen begrenzt.“ Zu den im Rahmen des Projekts EFFECTIVE eingesetzten Verfahren in Bezug auf das Ende der Lebensdauer gehören die chemische Depolymerisationstechnologie von Aquafil, eine mechanische Recyclingtechnologie und eine Kompostierungstechnologie für biobasierte Polyester.
Biobasierte Lösungen auf dem Weg zum Markt
EFFECTIVE hat nicht nur erfolgreich die Herstellung, Verwendung und Entsorgung von biobasierten Materialien demonstriert, sondern auch deren Nachhaltigkeit bewertet, um einen kleineren Umweltfußabdruck im Vergleich zu fossilen Materialien zu bestätigen. „Es werden weitere FuE-Investitionen getätigt, um das Entwicklungsprogramm abzuschließen und einen Reifegrad zu erreichen, bei dem die Eigenschaften und die Leistung der entwickelten biobasierten Lösungen den Marktanforderungen perfekt entsprechen“, sagt Comotto. EFFECTIVE erhielt Finanzmittel vom Gemeinsamen Unternehmen für biobasierte Industriezweige, einer öffentlich-privaten Partnerschaft zwischen der EU und der Industrie.
Schlüsselbegriffe
EFFECTIVE, Polymere, nachhaltig, erneuerbar, biobasiert, Nylonfasern, Kleidung, Rohmaterial
