Werkstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen

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1 Werkstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen Katja Schneider (FNR)

2 Funktion: Zentrale Koordinierungsstelle für den Bereich Nachwachsende Rohstoffe in Deutschland Gründung: Oktober 1993 Standort: Gülzow bei Güstrow Förderung: Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz ( BMELV ) Mitglieder: 70 Mitarbeiter: 79

3 FNR - Aufgaben 1. Forschungsförderung Projektträgerschaft 2. Information und Beratung Öffentlichkeitsarbeit 3. Aktivitäten auf Europäischer Ebene

4 Förderprogramm Nachwachsende Rohstoffe Stoffliche Nutzung Energetische Nutzung Öffentlichkeitsarbeit für Forschungs-, Entwicklungs- und Demonstrationsvorhaben mittlerweile 2039 geförderte Projekte Jährlich rund 550 laufende Projekte Markttaugliche Produkte und Technologien im Bereich der Bioschmierstoffe Bau- und Dämmstoffe Werkstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen Bioenergie

5 Förderprogramm Nachwachsende Rohstoffe ÖA, Beratung 18% Fördersumme: 195,9 Mio. Projekte: 561 Bioenergie 45% stoffliche Nutzung 37% Stand:

6 Stoffliche Nutzung nachwachsender Rohstoffe Etwa 17 Mio. t fossile und 2,7 Mio. t nachwachsende Rohstoffe werden derzeit in der deutschen chemischen Industrie *) eingesetzt, d. h. rd. 13 % der Chemierohstoffe sind somit nachwachsende Rohstoffe. Biomasse [kt] Öle und Fette Zucker und Stärke 408 Chemiezellstoff 300 Ungefähr 2/3 der eingesetzten nachwachsenden Rohstoffe werden importiert. Andere 549 Gesamt Stand: 2008 *) nur chem.-pharm. Industrie, ohne 0,9 Mio. t in anderen Industrien Quelle: VCI, FNR

7 Perspektiven der stofflichen Nutzung nr Einsatzbereiche Produkte der Weißen Biotechnologie erwartetes Marktwachstum in D * ) ++ Biobasierte Werkstoffe kurzlebige Verpackungen dauerhafte Konsumgüter Biopolymere Automobilindustrie Naturfaserverstärkte Werkstoffe im Fahrzeugbau Biogene Bauprodukte Naturfaserdämmstoffe Holzbau Farben und Lacke Oleochemische Produkte Bioschmierstoffe Tenside + + Cellulose für Papierherstellung Stärkeverarbeitung zur Papierherstellung Heimische Arzneipflanzen (Ernte Frischmasse) Legende: + Stagnation bis leichtes Wachstum (0-5 % p. a.) ++ mittleres Wachstum (5-15 % p. a.), +++ starkes Wachstum (>15 % p. a.) jeweils in Bezug auf die Produktionsmenge Quelle: Marktanalyse Nachwachsende Rohstoffe, Hrsg. FNR, 2007 auf Basis von Expertenbefragungen

8 Biopolymere Ein Biopolymer besteht zu einem wesentlichen Anteil oder ausschließlich aus nachwachsenden Rohstoffen es ist biobasiert. Die biologische Abbaubarkeit oder Kompostierbarkeit ist kein zwingendes Kriterium für einen biobasierten Werkstoff! Quelle: Endres, H.-J., Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe Hochschule Hannover IfBB. - modifiziert -

9 Biopolymere - Einteilung Biobasierte Polymere Natürliche Polymere* (in Lebewesen im Stoffwechsel gebildet) Lignin Proteine Biobasierte Kunststoffe - biobasierte synthetische Polymere - (mit Polymermonomeren aus biobasierten Rohstoffen synthetisiert) Monomere durch chemische Synthese Naturkautschuk Polysaccharide Strukturpolysaccharide Reservepolysaccharide Cellulose, Chitin, etc. Stärke, Inulin, etc. Monomere durch biochemische Synthese * ggf. modifiziert Sonstige PHB, Cyanophycin, etc.

10 Biopolymere Produktions- und Marktbereiche Bereich Kunststoffe/Polymere Kautschukprodukte Thermoplaste/ Duroplaste Chemiefasern TSR Bio- EPDM in nicht-werkstofflichen, funktionalen Anwendungen in werkstofflichen Anwendungen Rayon Lyocell Bio-Polyacrylate Bio-Polyurethane Celluloseether Bio-Alkydharze Papierstärke TPS CA PLA PHB Lignin Bio-PA Bio-PUR Bio-PVC Bio-PE

11 Biowerkstoffe Biobasierte Werkstoffe Biobasierte Polymere (natürliche Biopolymere, Biokunststoffe) Blends mit biobasierten Polymeren Nicht-polymere biobasierte Werkstoffe Biobasierte Verbundwerkstoffe Naturfaserverstärkte Kunststoffe (NFK) Holz-Polymer-Werkstoffe (WPC) Holzwerkstoffe

12 Projektförderung - Stoffliche Biomassenutzung Strategischer Fokus Nutzung der Syntheseleistung der Natur Verwendung aller Biomassekomponenten Verbesserung der Effizienz bekannter Konversionsverfahren und Entwicklung neuer, innovativer Umwandlungsprozesse von Biomasse Schaffung integrierter Konversionsprozesse ( Bioraffinerien ) Prozess- und anwendungsorientierte FuE entlang der gesamten Wertschöpfungskette (Rohstoff Konversion Produkt) Entwicklung von biobasierten Produkten mit neuen Funktionalitäten und Eigenschaften; Erschließung neuer Anwendungsfelder

13 Projektförderung - Biowerkstoffe Laufende Projekte 69% biobasierte Polymere Naturfaser-verstärkte Kunststoffe Holzwerkstoffe 19% Biowerkstoffe Anzahl Bundesmittel biobasierte Polymere T NFK T Holzwerkstoffe T Total T 12% Stand: Sept. 2012

14 Projektförderung - Stoffliche Biomassenutzung Förderschwerpunkte mit Bezug zu biobasierten Polymeren Nachhaltige Verwertungsstrategien für Produkte und Abfälle aus biobasierten Kunststoffen (seit 2012) Stärke als chemisch-technischer Rohstoff (seit 2012) Stoffliche Nutzung von Lignin (seit 2010) Biobasierte Polymere und faserverstärkte Kunststoffe (seit 2007) Stoffliche und konstruktive Nutzung von Holz (seit 2006) Synthese von Fein- und Spezialchemikalien (seit 2004) Weitere Fördermaßnahmen Angewandte FuE durch Nachwuchsforschungsgruppen ( / ) FuE durch Forschungsverbünde zur stofflichen Nutzung von NR ( ) Förderung von angewandter FuE zur innovativen Mehrfachnutzung von NR, Bioraffinerien ( )

15 Projektförderung - Stoffliche Biomassenutzung Vorhaben mit Bezug zur Automotivbranche Verbundvorhaben: Geruchsoptimierung von Naturfaserverbundwerkstoffen durch enzymatischen Aufschluss ( bis ) Verbundvorhaben: Werkstoff- und Fließmodelle für naturfaserverstärkte Spritzgießmaterialien für den praktischen Einsatz in der Automobilindustrie ( bis ) Bio-Conceptcar ( bis ) Studie von Bauteilen für den Autorennsport und Überführung in eine Kleinserie ( bis ) FENAFA-Netzwerkverbund ( bis ) Verbundvorhaben: Entwicklung von hochintegrativen Herstellungsprozessen für Kfz- Innenverkleidungsbauteile auf Basis von Naturfasern mit Duroplastmatrix ( bis ) Semistrukturbauteile für Sichtanwendungen im Automobilinnenraum auf der Basis neuartiger Rayon-basierter Verbundwerkstoffe ( bis )

16 Biopolymernetzwerk der FNR Informations- und Kommunikationsplattform für Wirtschaft, Wissenschaft, Politik und Öffentlichkeit themenbezogenes Arbeiten, Netzwerken und Wachsen eine Zusammenarbeit und Vernetzung mit allen relevanten Akteuren wird angestrebt Erste Themenschwerpunkte: Verarbeitung von biobasierten Polymeren Entsorgung / Verwertung / Recycling Ökobilanzierung Einsatz von biobasierten Werkstoffen in der Automotivindustrie

17 Vielen Dank!

18 Kontakt Katja Schneider Biopolymernetzwerk Telefon: +49 (0) Fax: +49 (0) Internet: Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.v. OT Guelzow, Hofplatz 1 D Gülzow-Pruezen Telefon: +49 (0) Fax: +49 (0) info@fnr.de Internet: 18

19 Agrarrohstoffe ha 85% Ernährung Bioenergie Industrie 2% 13% Landwirtschaftliche Nutzfläche D: ~16,7 Mio. ha Stand: August 2012