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Stoffliche Nutzung

Biokunststoffe I Chemiekalien I Bauwesen I Papier I Pharmazeutika I Textilien I Holzbasierte Produkte

Die stoffliche Nutzung von Biomasse ist nichts Neues. Schon zu Urzeiten wurde Holz zum Bauen sowie Pflanzen und Felle zur Herstellung von Kleidung genutzt. Neu sind die innovativen Anwendungsmöglichkeiten der Bioökonomie. Dazu gehört nicht nur die Verwendung von Rundholz für den Hausbau, sondern auch von massiven Holzprodukten (z.B. Brettsperrholz) für den Bau von Wolkenkratzern [1]. Das heißt, dass nicht nur Baumwolle für Textilien verwendet wird, sondern auch künstliche Zellulosefasern, die aus Zellstoff gewonnen werden, um den ökologischen Fußabdruck in der Modebrache zu verringern [2]. Industrielle Anwendungen, z. B. in der chemischen Industrie, und der Einsatz von Spitzentechnologien (von der Verwendung von Mikroben bis hin zur Nanotechnologie) eröffnen weitere neue Marktchancen für die stoffliche Nutzung von Biomasse. Diese reichen von „Drop-Ins” (die Alternativen wie fossile Brennstoffe ersetzen können und dabei dieselbe Wertschöpfungskette nutzen; ein Beispiel ist Bio-PE [3]) bis hin zu völlig neuartigen Produkten, die mitunter neue Funktionen erfüllen [4].

Das breite Spektrum, der Umfang und der innovative Charakter biobasierter Produkte in traditionellen, aufstrebenden und neuen Sektoren können das Monitoring zu einer Herausforderung machen, insbesondere im Hinblick auf die Bewertung der Nachhaltigkeit. Das liegt daran, dass die Auswirkungen auf mehreren Ebenen bewertet werden müssen (was ein ganzes Bündel von Instrumenten erfordert), und zwar im dynamischen Kontext, wie und zu welchem Zweck Innovationen genutzt werden. Betrachtet man zum Beispiel biologisch abbaubare Biokunststoffe, so stellt sich die Frage, in welchen Fällen sie sinnvoll sind (z. B. in der Landwirtschaft) [5] und wann die Innovation nur dazu dient, eine „Wegwerfkultur” aufrechtzuerhalten. Um die Anreizstrukturen zur Förderung einer intelligenten Biomassenutzung in den verschiedenen Sektoren der modernen Bioökonomie besser zu verstehen, ist ein Monitoring erforderlich, das Trends aufzeigt.

Diese Website gliedert die verschiedenen Nutzungskategorien und illustriert sie mit anschaulichen Beispielen. Je nach Datenverfügbarkeit werden Daten auf deutscher, europäischer und globaler Ebene dargestellt, um wichtige Trends aufzuzeigen. Es werden sieben Hauptkategorien unterschieden:

Biokunststoffe I Chemiekalien I Bauwesen I Papier I Pharmazeutika I Textilien I Holzbasierte Produkte

Biokunststoffe

Weltweit werden jährlich mehr als 400 Millionen Tonnen Kunststoff produziert [6]. Es wird erwartet, dass sich die Produktion bis zum Jahr 2060 verdreifacht – zu diesem Zeitpunkt werden voraussichtlich nur 12 % der Kunststoffe aus dem Recycling stammen. Die Plastikwelle zu brechen und insbesondere die Plastikverschmutzung zu stoppen, ist eine der größten umweltpolitischen Herausforderungen des 21. Jahrhunderts [6]. Es stellt sich die Frage, ob, wie und in welchem Umfang Biokunststoffe ein Teil der Lösung sein können.

Biokunststoffe machen derzeit weniger als 1 % des Kunststoffmarktes aus [7]. Im Jahr 2021 wurden weltweit etwa 2,3 Millionen Tonnen Biokunststoffe hergestellt. Es wird erwartet, dass sich diese Menge in den nächsten 6 Jahren fast verdreifacht. Der größte Anteil an Biokunststoffen wird in Asien hergestellt [8].Etwas mehr als ein Viertel der Biokunststoffe wurde im Jahr 2021 [9] in Europa produziert. Insgesamt wird geschätzt, dass für den Anbau von Biomasse als Rohstoff für Biokunststoffe im Jahr 2021 etwa 1 Mio. Hektar landwirtschaftliche Nutzfläche benötigt werden, was etwa 0,02 % der weltweiten landwirtschaftlichen Nutzfläche entspricht [10].

Der Großteil der Biokunststoffe wird für Verpackungen verwendet (52 % des gesamten Biokunststoffmarktes im Jahr 2021). Ein vielfältiges und stetig wachsendes Spektrum weiterer Anwendungen findet sich beispielsweise in den Marktsegmenten Textilien, Konsumgüter, Landwirtschaft, Automobil und Transport, Elektronik und Bau [11]. Weitere Beispiele finden sich in „Biopolymerdatenbank” [12]und dem interaktiven „Tool BioPolyDat” [13] Zur Unterstützung von Unternehmen, insbesondere von Verpackungs- und Lebensmittelherstellern, ist auch eine Checkliste als Entscheidungshilfe online verfügbar (das „Biokunststofftool” [14]) sowie die Bewertung verschiedener Materialien und praktische Beispiele.

Insgesamt hängt die Nachhaltigkeit sowohl von der Anwendung als auch vom Umfang des Konsums ab. Die derzeitige auf unserem Planeten verwendete Menge an Kunststoffen kann nicht durch den Austausch gegen erneuerbarer Ressourcen „grüner” gemacht werden (die Größenordnungen sind nicht annähernd so groß). Eine Reduzierung ist absolut notwendig.

Globale Produktionskapazitäten für Biokunststoffe, aufgeteilt in biologisch abbaubare [15] und nicht biologisch abbaubare [16] Anteile. (Quelle: Basieren auf den Daten des "Tool BioPolyDat" des Instituts für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe der Hochschule Hannover [7]).

Chemikalien

Die chemische Industrie verwendet schätzungsweise 562 Millionen Tonnen (überwiegend fossile) Rohstoffe für die Herstellung einer ganzen Reihe von Materialien in der EU-28 (2018) [17]. Der Anteil der aus Biomasse gewonnenen Ressourcen ist derzeit gering (schätzungsweise 8 %, hauptsächlich für Biokraftstoffe und Agrochemikalien) [18]. Prognosen gehen jedoch davon aus, dass die Nachfrage nach biobasierten Rohstoffen für den Chemiesektor in Zukunft steigen wird (und zwar mit fast dreimal so stark wie das erwartete Wachstum bei Petro-basierte Chemikalien) [17]. Bedenken hinsichtlich der Nachhaltigkeit bestehen in Bezug auf bestimmte Rohstoffe aus Hotspots (z. B. Palmöl in Waschmitteln) sowie in Bezug auf die Konkurrenz mit Nahrungsmitteln aufgrund begrenzter landwirtschaftlicher Flächen.

Der Sektor der biobasierten Chemikalien produziert eine Vielzahl weiterer Stoffe, von denen viele als Zwischenprodukte für verschiedene Zwecke eingesetzt werden. Diese biobasierten Chemikalien werden entsprechend ihrer Funktion (Verwendung in Endprodukten oder als Zwischenprodukt) in Produktgruppen zusammengefasst:

Illustrative Aufschlüsselung der biochemischen Produktanwendungen und Verwendungskategorien. (Quelle: Illustration von Beck-O’Brien. Für weitere Informationen über die 15 Produktanwendungskategorien zum Monitoring der Märkte für biobasierte Chemikalien siehe Leeuwen et al. (2022) [17]).

Bioraffinerien dienen der Umwandlung von Biomasse zu biobasierten Chemikalien. Das Monitoring und die Kartierung von Bioraffinerieanlagen zeigen eine Konzentration von Anlagen in Deutschland [19]. Nach den Daten der Plattform „Chemische und stoffliche Bioraffinerien in der EU” hat Deutschland nach Frankreich die zweithöchste Anzahl von Bioraffinerien (59). Am meisten werden primäre Biomassequellen genutzt (78 %), zum Großteil aus der Landwirtschaft, 22 % stammen aus sekundären Quellen (wie Abfälle) [20].

In Leuna, in Sachsen-Anhalt, ist eine neue Bioraffinerie von UPM [21]. im Bau, in der Biochemikalien der nächsten Generation hergestellt werden sollen. Es ist geplant, Laubholz (hauptsächlich Buche) aus der Region für die Herstellung von zwei Hauptprodukten zu verwenden. Erstens Monoethylenglykol, das als Grundstoff für eine Reihe von Produkten verwendet wird (PET-Flaschen, Verpackungsmaterialien, Textilien, Kühlmittel für Motoren und Batterien, Reinigungsmittel, Duftstoffe usw.). Zweitens erneuerbare funktionelle Füllstoffe auf Ligninbasis, ein völlig neues Produkt, das in verschiedenen Gummiprodukten (Reifen, Schläuchen, Bodenbelägen) zum Einsatz kommt. Die technische Inbetriebnahme ist für Ende 2023 geplant, die Investitionen werden auf 550 Millionen Euro geschätzt [21].

Bauwesen

Der Bausektor ist weltweit der größte Rohstoffverbraucher (85 % aller Bergbau- und Steinbruchaktivitäten [22]). Die weltweite Zementproduktion ist die drittgrößte Quelle anthropogener Kohlendioxidemissionen (nach fossilen Brennstoffen und Landnutzungsänderungen) [23]. Viele sehen daher im Bauen mit Biomasse, insbesondere mit Holz, eine Schlüsselstrategie, um ökologische, soziale und wirtschaftliche Ziele miteinander zu verbinden. Aber auch Holz ist eine begrenzte Ressource.

Das Bauen mit Holz ermöglicht eine ressourceneffiziente Bauweise und eröffnet Möglichkeiten der Vorfertigung und Modulbauweise (weniger Abfall, höhere Flexibilität und spätere Wiederverwendbarkeit). Es kann auch eine Strategie zur Umwandlung der bebauten Umwelt in eine Kohlenstoffsenke sein, da es den doppelten Vorteil hat, kohlenstoffintensive Baumaterialien (wie Zement) [24] zu ersetzen und Kohlenstoff in langlebigen Holzstrukturen zu speichern [25]. Dieses Potenzial hängt jedoch entscheidend von der Bewirtschaftung der Wälder (hin zu klimaresistenten und ökologisch wertvollen Waldbeständen) und der Beschaffung nachhaltig lieferbarer Mengen von Holz ab. Es gibt bereits Hinweise darauf, dass der Gesamtholzverbrauch in Deutschland eine nachhaltige Lieferkapazität übersteigt [26].

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In Deutschland bestehen mehr als 21 % der zum Bau genehmigten Wohngebäude (zumindest teilweise) aus Holz [27]. Die Tendenz ist kontinuierlich steigend, mit den höchsten Anteilen in Süddeutschland (Baden-Württemberg und Bayern haben Anteile von 34 % und 26 % gegenüber z. B. Niedersachsen mit 11 % Holzbauartgenehmigungen an den gesamten Wohnbaugenehmigungen) [27]. Rund 64 % des im Bauwesen verwendeten Holzes wurde für die Renovierung und 36 % für den Neubau im Jahr 2012 [28] verwendet. Eine Untersuchung des zukünftigen Holzbaupotenzials in Deutschland kam zu nicht eindeutigen Ergebnissen (es hängt von mehreren Variablen ab, u. a. von der Konkurrenz mit Energieholz, stellte aber fest, dass „eine Erhöhung der Holzbauquote ohne Importe, sondern nur mit einer Vergrößerung der heimischen Waldfläche als unrealistisch eingeschätzt wird” [29].

Technische Holzprodukte revolutionieren das Bauwesens. Die europäischen Alpenregionen (Deutschland, Österreich, Schweiz, Tschechien und Italien) sind die weltweit größten Hersteller von Brettsperrholz (sie produzieren mehr als die Hälfte des weltweiten Angebots im Jahr 2020) [30],  und es wird erwartet, dass dieser Sektor erheblich wächst [31]. Dämmstoffe sind ein weiteres Anwendungsgebiet für Holzfasern, das an Bedeutung gewinnt. In Deutschland machten Holzfasern 2011 etwa 3,5 % und 2019 etwa 5 % der Dämmstoffe aus [32].

Papier

Deutschland hat einen der höchsten Pro-Kopf-Papierverbrauchswerte der Welt: 228 kg pro Person im Jahr 2021 [33]. Dies ist höher als der EU-Durchschnitt (180 kg) und mehr als das Vierfache des weltweiten Durchschnitts (55 kg) [34]. Einerseits hat die Digitalisierung zu einem Rückgang des Druckpapiers geführt, andererseits hat vor allem der Onlinehandel den Verpackungsbedarf erhöht.

Entwicklung des Papierverbrauchs in Deutschland, pro Kopf 2000 – 2021. (Quelle: Basierend auf den Daten aus DIE PAPIERINDUSTRIE-Leistungsbericht PAPIER 2022 [33] und Darstellung des NABU [34]).

Der Anteil des Papierrecyclings in Deutschland ist deutlich gestiegen. Im Jahr 1990 lag der Anteil des Altpapiers an der gesamten Papierproduktion bei 49 %, 2020 bei 79 % [35]. Obwohl es technisch möglich ist, die Recyclingquoten weiter zu erhöhen, ist das Potenzial, über das hohe Niveau des Papierrecyclings in Deutschland hinauszugehen, begrenzt. Dies ist sowohl auf den Rückgang von Druck- und Schreibpapier zurückzuführen, wodurch „Altpapier” zu einer knappen Ressource wird, als auch auf Verunreinigungen, insbesondere durch importiertes Papier (in Bezug auf Druckfarben, Klebstoffe und Papierzusatzstoffe) [35].

Deutschland ist weltweit der viertgrößte Hersteller von Papier und Pappe und der größte Hersteller in Europa. Im Jahr 2021 hat die Branche 23 Mio. Tonnen Papier produziert, einen Umsatz von 15,5 Milliarden Euro erwirtschaftet und knapp 40.000 Menschen beschäftigt (das sind weniger als 1 % des Gesamtumsatzes und der Gesamtbeschäftigung des Verarbeitenden Gewerbes in Deutschland im Jahr 2021) [33]. Mit einem Anteil von etwas mehr als 6 % am Primärenergiebedarf des gesamten Verarbeitenden Gewerbes (2019) handelt es sich um einen energieintensiven Sektor [36]. Deutschland importiert große Mengen an Zellstoff: Fast ein Drittel der chemischen Zellstoff-Importe kommen aus Brasilien, gefolgt von Finnland (16 %) und Schweden (15 %). Für den in Deutschland produzierten Zellstoff wurden 2021 mehr als 9 Mio. Kubikmeter Holz (fest, ohne Rinde) benötigt (60 % davon stammen aus Rundholz und 40 % aus Sägenebenprodukten) [33].

Der weltweite Verbrauch von Papier und Pappe wird sich zwischen 2020 und 2050 voraussichtlich mehr als verdoppeln (von 401 Millionen Tonnen [37] auf 878 Million Tonnen [38]). Der größte Teil dieses Wachstums wird in den Entwicklungsländern erwartet – aufgrund des steigenden Lebensstandards. Bereits jetzt werden etwa 40 % des weltweit industriell geernteten Holzes für die Papierherstellung verwendet [39]. Eine höhere Nachfrage wird den Druck auf die Wälder und auf die Anbaufläche für chemischen Zellstoff erhöhen .Die deutschen Papierfabriken arbeiten mit hoher Effizienz und die deutschen Papierrecyclingquoten sind weltweit vorbildlich – allerdings ist der Verbrauch in Deutschland zu hoch. Eine Reduzierung des Papierverbrauchs in Deutschland würde die Umwelt (Wälder, Energie, Klima) entlasten und Raum für eine gerechtere Verteilung von Papierprodukten schaffen. Es gibt mehrere Hebel, die nicht nur den privaten Konsum betreffen, sondern z. B. auch die Verpackungen für den Transport von Waren zu Groß- und Einzelhändlern [40].

Pharmazeutika

In Deutschland werden schätzungsweise 12.000 Hektar mit Arzneipflanzenarten kultiviert [41]. Diese Fläche verteilt sich auf etwa 750 Betriebe und 120 verschiedene Arzneipflanzenarten. Am weitesten verbreitet sind Kamille, Lein, Mariendistel, Pfefferminze, Sanddorn, Fenchel, Johanniskraut und Wolliger Fingerhut. Vom Gesamtumsatz der in Apotheken verkauften Arzneimittel entfielen 97 % auf synthetische Arzneimittel und 3 % auf pflanzliche Arzneimittel (2011) [42].

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Textilien

 Die weltweite Faserproduktion hat sich in zwei Jahrzehnten fast verdoppelt: von 58 Mio. Tonnen im Jahr 2000 auf 113 Mio. Tonnen im Jahr 2021 [43]. Bei unveränderten Trends dürfte sie bis 2030 um ein weiteres Drittel (auf 149 Mio. Tonnen) ansteigen. Die durchschnittliche Faserproduktion pro Person ist ebenfalls erheblich gestiegen – von 8,5 kg im Jahr 1980 auf 14 kg im Jahr 2020, und sie wird wahrscheinlich weiter zunehmen. Laut Textilbörse hat „das Wachstum der Faserproduktion erhebliche Auswirkungen auf die Menschen und den Planeten. Ohne ein Umdenken beim Wachstum wird die Industrie das 1,5°-Ziel nicht einhalten können” [43].

Weltweite Faserproduktion im Jahr 2021 (in Mio. Tonnen). (Quelle: Textilbörse (2022) [43]).

Synthetische Fasern machen den Großteil der weltweiten Faserproduktion aus (64 % im Jahr 2021). Polyester ist mit Abstand am weitesten verbreitet [43]. Da diese Fasern auf fossilen Rohstoffen basieren, ist ihre Herstellung CO2-intensiv und mit Umweltbedenken verbunden, z. B. im Zusammenhang mit der Verschmutzung von Mikrofasern in den Ozeanen [44]. Recycling ist eine wichtige Strategie zur Verbesserung der Umweltverträglichkeit, und derzeit werden fast 15 % des Polyesters aus recycelten PET-Plastikflaschen hergestellt. Biobasiertes Polyester (z. B. aus Mais, Zuckerrohr und anderen pflanzlichen Fasern) machte im Jahr 2021 [43] etwa 0,02 % des Marktanteils aus. 

Baumwolle ist die Faser mit dem zweithöchsten Anteil an der weltweiten Produktion (22 % der Produktion im Jahr 2021). Etwa 24 % der Baumwolle wird im Rahmen eines „Preferred Cotton”-Programms (freiwilliger Nachhaltigkeitsstandard) produziert und etwa 1 % basiert auf recycelten Baumwollfaser [43]. Die Baumwollproduktion wird durch die Verfügbarkeit von Anbaufläche und vor allem Wasser eingeschränkt [44]. Die durchschnittlichen Erträge haben sich seit 2014 auf einem Plateau stabilisiert – der Klimawandel könnte sich auf das zukünftige Potenzial auswirken. Schätzungen zufolge wird bis 2040 „die Hälfte der weltweiten Baumwollanbauregionen einem hohen oder sehr hohen Klimarisiko ausgesetzt sein, das mindestens eine Klimagefahr beinhaltet” [45].

Zellulosehaltige Chemiefasern machten 2021 rund 6 % der weltweiten Faserproduktion aus und sind schnell gewachsen [43]. Diese Fasern werden zum größten Teil aus Holz hergestellt. Fasern wie Viskose und Lyocell werden aus Zellstoff hergestellt, einem chemischen Aufschlussverfahren, das vor allem in Zellstofffabriken in China eingesetzt wird [46]. Diese holzbasierten Fasern werden häufig als umweltfreundliche Alternativen zu Baumwolle und synthetischen Fasern dargestellt und aus diesem Grund wird erwartet, dass ihr Wachstum weiterhin über dem Marktdurchschnitt liegt (z. B. 4 - 6 % bis 2030 gegenüber dem Marktdurchschnitt von 2 - 3 %) [44]. Das nachhaltige Versorgungskapazität der weltweiten Wälder ist jedoch begrenzt, und ob dieses zusätzliches bedarf für Textilen nachhaltig (ohne die Waldökosysteme zu überlasteten) gedeckt werden kann, hängt von vielen Faktoren ab, die die Zellstoffnachfrage insgesamt beeinflussen (z. B. das Niveau des Papierverbrauchs) [46].

Tierische Fasern machten 2021 etwa 2 % der weltweiten Faserproduktion aus. Darin enthalten ist vor allem Wolle, deren Produktionsmenge im Laufe der Jahrzehnte zurückgegangen ist [43]. Im Jahr 2021 wurden rund 1,4 Mrd. Tiere für die Lederproduktion genutzt. Rinderhäute machen etwa zwei Drittel der Lederproduktion aus, und der größte Teil dieser Produktion entfällt auf China (16 %), die USA (13 %), Brasilien (12 %) und Argentinien (6 %) [43]. Ein kritisches Umweltproblem ist die Abholzung der Wälder im Zusammenhang mit der Viehzucht und der Sojaproduktion für Tierfutter [47], insbesondere im brasilianischen Amazonasgebiet (und für den Export ins Ausland). Dies hat Auswirkungen auf das Monitoring. Die Berücksichtigung von Tierhäuten als Nebenprodukte der Fleisch- und Milchproduktion im Rahmen von Lieferkettenmanagement und Zertifizierungssystemen kann beispielsweise die Rolle verbergen, die Leder bei der Entwaldung spielt [48] (je nach Nachfrage). Dies zeigt, warum eine systemische Perspektive notwendig ist, um sowohl die Ressourcenbasis der Bioökonomie als auch ihr Auswirkungen zu identifizieren.

Holzbasierte Produkte

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 Von selbstreinigenden Zahnbürsten bis hin zur Herstellung von High-Tech-Werkstoffen – innovative Holzprodukte haben das technische Potenzial, eine Vielzahl von Märkten zu erreichen [49] ­– zusätzlich zu den bestehenden. So sind beispielsweise Möbel nach wie vor eine bedeutende Endverwendung für Schnittholz und Holzwerkstoffe. Im Jahr 2018 wurde der Wert der weltweit gehandelten Möbel auf 150 Mrd. USD geschätzt, was 30 % der weltweiten Möbelproduktion ausmacht und zusätzlich eine Verlagerung der Möbelproduktion in kostengünstigere Regionen gezeigt hat [50].

Zu den innovativen Produkten, die bereits in industriellem Maßstab hergestellt werden, gehören z. B. Brettsperrholz, Holzwerkstoffe und Lyocell [51].  Zu den potenziell neuen Produkten, die wahrscheinlich bald auf den Markt kommen werden, gehören Holzschaum, Klebstoffe auf Ligninbasis, Glykole und Biokunststoffe [51]. Holzschaum ist beispielsweise ein leichter Hartschaum, der zur Isolierung oder für Verpackungen verwendet werden könnte. Er wurde 2015 mit dem GreenTec Award in der Kategorie Bauen und Wohnen ausgezeichnet [52].

Auf globaler Ebene dürfte der Verbrauch von primär verarbeiteten Holzprodukten bis 2050 um 37 % steigen (im Vergleich zu 2020). Eine zusätzliche Nachfrage nach innovativen Holzprodukten (Massivholz und künstliche Zellulosefasern) würde bis 2050 ein zusätzliches Wachstum von 8 % bedeuten [53]. Das Potenzial Deutschlands für den Aufbau einer Bioökonomie auf der Basis heimischer und globaler Holzressourcen sollte im Kontext globaler Trends und Grenzen beobachtet werden.

 

Anmerkungen und Quellen

  1. Siehe zum Beipiel die "Tall Wood Building Demonstration Initiative" (2021) herausgebracht von Natural Resources Canada, https://ostrnrcan-dostrncan.canada.ca/handle/1845/246503 (Zugriff Juni 2024)
  2.  Beispiele beinhalten Viskose, Lyocell and Modal (siehe auch https://textileexchange.org/manmade-cellulosics/). In manchen Fällen können sie Vorteile in Bezug auf die Umweltverträglichkeit bieten, z. B. in Fällen, in denen Wasser- und Landknappheit Baumwolle beeinträchtigen können oder wenn Fasern auf Mineralölbasis zu einer Verschmutzung durch Mirkopartikel führen. Allerdings ist z. B. Viskose auch von einem chemischen und energieintensiven Verfahren abhängig. Siehe die Sektion Textilien.
  3.  Dabei handelt es sich um Polyethylen (PE), das aus Biomasse hergestellt wird und die gleiche chemische Struktur aufweist wie PE auf Mineralölbasis. Diese kann zum Beispiel als Lebensmittelverpackung verwendet werden. Weitere Informationen sind unter “Biokunststofftool” zu finden; https://biokunststofftool.de/materials/bio-pe/?lang=en#1549380148492-8a0fdf8c-09e3 (Zugriff Feb. 2023)
  4. Das breite Spektrum der Anwendungen kann in mehreren Datenbanken erforscht werden. Die FNR hat eine Liste von Datenbanken für biobasierte Produkte zusammengestellt, die sich insbesondere auf Biokunststoffe beziehen: Verfügbar unter: https://biowerkstoffe.fnr.de/biokunststoffe/datenbanken/ (Zugriff Feb. 2023)
  5. Bauchmueller et al. (2021). BioSinn: Products for which biodegradation makes sense. Nova-Institut.
  6. Siehe die Global Plastics Outlook by the OECD, mit dem 2. Bericht herausgegeben im Jahr 2022; Verfügbar unter: https://www.oecd.org/environment/plastics/ (Zugriff Feb 2023)
  7.  Erkunden Sie die Daten online in dem in Deutschland entwickelten Biokunststoff-Berechnungstool: Verfügbar unter https://biopolydat.ifbb-hannover.de/home (Zugriff Feb. 2023)
  8.  Beinahe 50 % der weltweiten Biokunststoffproduktion im Jahr 2021 und erwarteter Anstieg auf mehr als zwei Drittel der weltweiten Biokunststoffproduktion im Jahr 2026: Verfügbar unter https://biopolydat.ifbb-hannover.de/market-data (Zugriff am Feb. 2023)
  9.  Bis 2026 wird ein Rückgang auf weniger als 20 % erwartet: Verfügbar unter: https://biopolydat.ifbb-hannover.de/market-data (Zugriff Feb. 2023)
  10.  Basierend auf Daten, die vom Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe der Hochschule Hannover zusammengestellt wurden und online verfügbar sind; Verfügbar unter: https://biopolydat.ifbb-hannover.de/market-data (Zugriff Feb. 2023)
  11. MDetailliertere Informationen, z.B. zur Aufschlüsselung der Biokunststofftypen, finden Sie im Biokunststoff-Berechnungstool; Verfügbar unter: https://biopolydat.ifbb-hannover.de/market-data (Zugriff Feb. 2023)
  12.  Die Biopolymer-Datenbank bietet umfassende Materialdaten über Biopolymere, ihre Anwendungen und eine Vielzahl damit verbundener Aspekte. Inklusiver Beispiele! Vefügbar unter: https://biopolymer.materialdatacenter.com/bo/main (Zugriff Feb. 2023)
  13.  Das Biokunststoff-Berechnungstool des Instituts für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe der Hochschule Hannover umfasst Informationen zu Prozesswegen und -anforderungen, Marktdaten zu Produktionskapazitäten und Nachhaltigkeitsbewertungen; Verfügbar unter: https://biopolydat.ifbb-hannover.de/home (Zugriff Feb. 2023)
  14.  Das Tool wurde vom Verband der ökologischen Lebensmittelwirtschaft im Rahmen des vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) geförderten Projekts "Handlungsoptionen für den Einsatz nachhaltiger biobasierter Kunststoffe als Verpackungen für Lebensmittel" entwickelt; Verfügbar unter: https://biokunststofftool.de (Zugriff Feb. 2023)
  15.  Beispiele für biologisch abbaubare Biokunststoffe sind Polyhydroxyalkanoate (PHA), Polymilchsäure (PLA), Polybutylenadipat-Terephthalat (PBAT), Polybutylensuccinat (PBS), biologisch abbaubare Stärkeblends, andere biologisch abbaubare Biokunststoffe (Cellulosederivate/Celluloseregenerat, PCL etc.); Verfügbar unter: https://biopolydat.ifbb-hannover.de/market-data (Zugriff Feb. 2023)
  16.  Beispiele für biologisch nicht abbaubare Biokunststoffe sind: Bio-Polyamide (PA), Bio-Polypropylen (Bio-PP), Bio-Polyethylen (Bio-PE), Bio-Polyethylenterephthalat (Bio-PET), Polytrimethylenterephthalat (Bio-PTT), Polyethylenfuranoat (PEF), andere nicht biologisch abbaubare Biokunststoffe (Bio-TPE, Bio-PC, Bio-PVC, Bio-PUR usw.); Verfügbar unter: https://biopolydat.ifbb-hannover.de/market-data (Zugriff Feb. 2023)
  17. van Leeuwen et al. (2022). Future market outlooks for new bio- based products. BIOMONITOR Project. Deliverable 5.2 Grant N. 773297. Verfügbar unter: https://biomonitor.eu/wp-content/uploads/2022/10/BioMonitor_D5.2_FutureMarkets_28Sep22-.pdf Siehe auch das Paper: Sturm et al. (2023). Providing Insights into the Markets for Bio-Based Materials with BioMAT. Sustainability: 15. doi:10.3390/su15043064
  18.  Dies ist deutlich höher als frühere Schätzungen in der Literatur. Spekreijse et al. (2019) schätzen, dass die EU 4,7 Mio. Tonnen biobasierte Chemikalien produziert, was einem biobasierten Anteil von etwa 3 % entspricht. Dieser Unterschied ist auf unterschiedliche Systemgrenzen und Berechnungsansätze zurückzuführen. Weitere Informationen finden Sie in dem Bericht (Quelle 17). Spekreijse et al. (2019). Einblicke in den europäischen Markt für biobasierte Chemikalien. Analysis on then key products categories. JRC report. doi:10.2760/18942
  19. Chemische und stoffliche Bioraffinerien in der EU (verfügbar unter: https://datam.jrc.ec.europa.eu/datam/mashup/CHEMICAL_BIOREFINERIES_EU/). Siehe auch die Global Biorefinery Plant Portal (verfügbar unter: http://webgis.brindisi.enea.it/bioenergy/maps.php) und Bio-basierte Industrie (verfügbar unter: https://datam.jrc.ec.europa.eu/datam/mashup/BIOBASED_INDUSTRY/)
  20.  Verfügbar unter: https://datam.jrc.ec.europa.eu/datam/mashup/CHEMICAL_BIOREFINERIES_EU/ (Zugriff Feb. 2023).
  21.  Mehr Informationen auf der Webseite des UPM. Verfügbar unter: https://www.upmbiochemicals.com/about-upm-biochemicals/biorefinery-leuna/ (Zugriff Feb. 2023).
  22. UNEP Global Environmental Alert Systems (GEAS), “Sand, rarer than one thinks” UNEP, 2014.
  23. Andrew (2018). Global CO2 emissions from cement production. Earth Syst. Sci. Data 10, doi:10.5194/essd-10-195-2018
  24. Die meisten Ökobilanzen zeigen einen positiven Substitutionseffekt beim Vergleich von Funktionseinheiten. Siehe auch: Verkerk et al. (2021). The role of forest products in the global bioeconomy – Enabling substitution by wood-based products and contributing to the Sustainable Development Goals FAO. doi: 10.4060/cb7274en.
  25. See for example the vision of Bauhaus Erde (https://www.bauhauserde.org) und den Überblicksbericht von Porteron (2023). Seeing the forest through the trees: How sustainable timber buildings can help fight the climate crisis. ECOS—Environmental Coalition on Standards.
  26. Beck-O’Brien et al. (2022). Everything from wood – The resource of the future or the next crisis? How footprints, benchmarks and targets can support a balanced bioeconomy transition. WWF Germany.
  27. Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR). Holzbauquote. Verfügbar unter: https://mediathek.fnr.de/holzbauquote.html (Zugriff März 2023)
  28. Mantau et al. (2013). Holzeinsatz im Bauwesen – Verbindungsstrukturen nach Gebäuden und Gewerken in: Weimar and Jochem (eds): Holzverwendung im Bauwesen – Ein Projekt der „Charta für Holz“. Thünen Report 9.
  29. Wolf et al. (2020). Potenziale von Bauen mit Holz; Erweiterung der Datengrundlage zur Verfügbarkeit von Holz als Baustoff zum Einsatz im Holzbau sowie vergleichende Ökobilanzierung von Häusern in Massiv-und Holzbauweise. UBA. Verfügbar unter: https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/potenziale-von-bauen-holz.
  30. UN (2021). United Nations and the Food and Agriculture Organization of the United Nations. The Forest Products Annual Market Review 2020-2021. https://unece.org/sites/default/files/2021-11/2114516E_Inside_Final_web.pdf
  31. Muszynski et al. (2020). Global CLT industry in 2020: Growth beyond the Alpine Region. Proceedings of the 63rd International Convention of Society of Wood Science and Technology.
  32. FNR (2021). Absatzvolumen von Dämmstoffen in Deutschland 2019. https://mediathek.fnr.de/grafiken/daten-und-fakten/biobasierte-produkte/holzprodukte-und-baustoffe/absatzvolumen-von-dammstoffen-in-deutschland-2019.html. Zum Beispiel mit innovativen Technologien, die es ermöglichen, Buchenholzfasern für die Dämmung zu verwenden. Siehe die Pressemitteilung über ein kürzlich durchgeführtes Projekt unter: https://news.fnr.de/fnr-pressemitteilung/neue-mahlscheiben-zur-herstellung-von-holzfasern-fuer-daemmstoffe (Zugriff Feb. 2023)
  33. DIE PAPIERINDUSTRIE (2022). Statistiken zum Leistungbericht Papier. Verfügbar unter: https://www.papierindustrie.de/papierindustrie/statistik/papier-2022-herunterladen
  34. Daten stammen von NABU/sichtagitation, 2022 basierend auf mehreren Quellen (Die Papierindustrie e.V., Bundestagsdrucksache 19/12732) in diesem online Artikel: Papierverbrauch in Deutschland: Weniger Schreibpapier und mehr Verpackungen. Verfügbar unter: https://www.nabu.de/umwelt-und-ressourcen/ressourcenschonung/papier/30377.html (Zugriff März 2023).
  35. UBA (2022). Altpapier. Online Artikel. Verfügbar unter: https://www.umweltbundesamt.de/daten/ressourcen-abfall/verwertung-entsorgung-ausgewaehlter-abfallarten/altpapier#vom-papier-zum-altpapier (Zugriff März 2023).
  36. UBA (2022). Branchenabhängiger Energieverbrauch des verarbeitenden Gewerbes. Verfügbar unter: https://www.umweltbundesamt.de/daten/umwelt-wirtschaft/industrie/branchenabhaengiger-energieverbrauch-des#der-energiebedarf-deutschlands (Zugriff März 2023).
  37. FAO. Global production and trade in forest products in 2020. Verfügbar unter: https://www.fao.org/forestry/statistics/80938/en/ (Zugriff März 2023)
  38. Ewijk et al. (2021). Limited climate benefits of global recycling of pulp and paper. Nat. Sust. doi:10.1038/s41893-020-00624-z.
  39. EPN (2018). The state of the global paper industry: Shifting Seas: New challenges and Opportunities for Forests, People and the Climate. Verfügbar unter: https://environmentalpaper.org/stateoftheindustry2018/
  40. GVM (2022). Potenzial der Materialeinsparung bei PPK-Transport- verpackungen durch den Einsatz von Mehrwegverpackungen. Im Auftrag von NABU. Verfügbar unter: https://www.nabu.de/umwelt-und-ressourcen/ressourcenschonung/einzelhandel-und-umwelt/32308.html (Zugriff März 2023)
  41.  Mehr Informationen auf der FNR Webseite: https://pflanzen.fnr.de/industriepflanzen/arzneipflanzen/ (Zugriff Feb. 2023)
  42. FNR (2020). Biobased products facts and figures 2021. 4th Edition. Verfügbar unter: https://www.fnr.de/fileadmin/Projekte/2020/Mediathek/Basisdaten-biobasierte_Produkte_2020_en_Web.pdf
  43. Textile Exchange (2022). Preferred Fiber and Materials Market Report. Verfügbar unter: https://textileexchange.org/app/uploads/2022/10/Textile-Exchange_PFMR_2022.pdf (Zugriff März 2023).
  44. Gschwandtner (2022). Outlook on global fiber demand and supply 2030. Lenzinger Berichte 97: 11-19.
  45. Pal et al. (2021). Physical Climate Risk for Global Cotton Production. Global Analysis. Cotton 2040 Forum for the Future and Willis Towers Watson.
  46.  Über 60 % des weltweiten sichtbaren Verbrauchs von Faserzellstoff entfallen auf China, das ein wichtiger Akteur auf dem Markt für Textilfasern auf Holzbasis ist, z. B. durch die Umwandlung von Zellstofffabriken. Siehe: Kallio (2021). Wood-based textile fibre market as part of the global forest-based bioeconomy. Forest Policy and Economics, doi:10.1016/j.forpol.2020.102364.
  47. Trace (2022). Understanding soy deforestation risk in leather products. Verfügbar unter: https://cdn.sanity.io/files/n2jhvipv/production/37d0102a2331b1d06c502e9bb772c812a5664d98.pdf
  48. Mammadova et al. (2022). Deforestation as a Systemic Risk: The Case of Brazilian Bovine Leather. Forests 13, doi:10.3390/f13020233.
  49.  Mehrere Beispiele sind unter der Boschüre des FNR "Holz Kann das” (verfügbar unter: https://www.charta-fuer-holz.de/fileadmin/charta-fuer-holz/dateien/service/mediathek/Flyer_HolzKannDas_240122.pdf) zu finden
  50. UN (2019). Forest Products Annual Market Review 2018-2019.
  51. Hassegawa et al. (2022). Innovative forest products in the circular bioeconomy. Open Res Europe 2:19, doi:10.12688/openreseurope.14413.2.
  52.  Entwickelt vom Fraunhofer Institute for Wood Research. Siehe mehr Informationen zu dem Projekt online: https://www.wki.fraunhofer.de/en/departments/hnt/profile/research-projects/wood-foam.html (Zugriff März 2023)
  53. FAO (2022). Global forest sector outlook 2050: Assessing future demand and sources of timber for a sustainable economy – Background paper for The State of the World’s Forests 2022. FAO Forestry Working Paper 31. Rome. doi:10.4060/cc2265en.
Meghan Beck-O'Brien
University of Kassel – CESR