Biobasierte Materialien
Erfüllen Sie wachsende Umweltanforderungen, indem Sie biobasierte Alternativen anbieten
Alcimed begleitet seine Kunden bei ihren Projekten im Bereich der biobasierten Materialien, insbesondere bei der Suche nach biologischen Alternativen zu herkömmlichen Kunststoff wie biobasierte Kunststoffe (Biokunststoffe) oder biobasierte Rohstoffe, die biologisch abbaubar sind, um den wachsenden Umweltanforderungen gerecht zu werden. Alcimed begleitet Unternehmen ebenfalls bei ihren Innovationsprojekten im Zusammenhang mit dem multifunktionalen Charakter dieser Stoffe.
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Herausforderungen im Zusammenhang mit biobasierten Materialien
Seit mehr als 15 Jahren stoßen biobasierte Werkstoffe in allen Industriesektoren auf wachsendes Interesse. Mit den steigenden Ölpreisen hat sich die Erforschung von biobasierten Materialalternativen und abbaubaren Kunststoffen in allen Industriezweigen beschleunigt.
Um jedoch einen wirklich glaubwürdigen und nachhaltigen Ersatz zu schaffen, der in Tonnen hergestellt werden kann, müssen viele Hindernisse in Bezug auf diese Kunststoffe und Rohstoffe überwunden werden:
Die Verfügbarkeit des Rohstoffs sollte gewährleistet sein, ohne mit den Nahrungsmittelressourcen zu konkurrieren. Die Herstellung von Rohstoffen und Kunststoffen, die aus essbaren biologischen Ausgangsmaterial bestehen, sollte nicht dazu führen, dass dieses nicht mehr für die Ernährung verfügbar ist.
Gibt es eine Karte der Lagerstätten, die zur Herstellung solcher Materialalternativen in einem bestimmten Gebiet zur Verfügung stehen? Welche neuen Generationen dieser Alternativen gibt es, welche die Probleme des Wettbewerbs mit dem Lebensmittelsektor überwinden?
Biobasierte Materialien „leben“. Die Zusammensetzung und damit auch die Eigenschaften der biosasierten Rohstoffe variieren von einer Charge zur anderen, was bei Produkten erdölbasierten Ursprungs nicht der Fall ist und einen Effekt auf biobasierte Endprodukte/Kunststoffe haben kann. Es ist daher notwendig, an der Einrichtung spezieller Sektoren zu arbeiten und neues Know-how in Bezug auf die Formulierung zu entwickeln. Dies kann zu erheblichen Mehrkosten führen, besonders in Betracht der Tatsache, dass solche Kunststoffe in großen Mengen produziert werden sollen.
Wie sehen die künftigen Lieferketten in der Bioökonomie aus, die einen stabilen Zugang zu diesen Materialalternativen, welche für ein bestimmtes Unternehmen von Interesse sind, gewährleisten können? Welche Industriezweige haben Know-how in Bezug auf die Formulierung biobasierter Kunststoffe entwickelt?
Biobasierte Alternativen können sich aufgrund ihres biologischen Ursprungs anders verhalten als herkömmliche Materialien. Dies kann beispielsweise bei der Herstellung von Verpackungen entscheidend sein. Um diese neuen Materialalternativen in vollem Umfang nutzen zu können, ist es wichtig, ihr Verhalten in den verschiedenen Nutzungsphasen (Stoßfestigkeit, Alterung, Sekundärreaktionen mit den anderen Bestandteilen der Formel usw.) besser zu verstehen.
Welche anderen Sektoren mussten neue Fähigkeiten und neues Know-how entwickeln, um das Verhalten von biobasiertem Material zu verstehen? Welche Schlüsse lassen sich daraus ziehen? Welchen Effekt haben biologisch hergestellte abbaubare Rohstoffe und Kunststoffe auf diese Sektoren?
Um einen Greenwashing-Effekt zu vermeiden (den Anschein erwecken, biobasiert und biologisch nachhaltig zu produzieren, um mit den Claims „bio“ oder „biobasiert“ werben zu können), ist es wichtig, das Nutzenversprechen klar zu definieren. Strategien, die den gesamten Lebenszyklus des Materials von der Beschaffung der Rohstoffe und Produktion (beispielsweise von Kunststoffen) bis hin zur Nutzung und dem Ende des Lebenszyklus berücksichtigen, ermöglichen es, eine wirklich relevante Positionierung dieser biologisch abbaubaren Materialalternativen zu finden.
Welche Akteure müssen in ihrem Gebiet mobilisiert werden, um einen leistungsfähigen Sektor für biobasierte Stoffe zu schaffen? Wie lässt sich das eigene Nutzenversprechen aufbauen? Wie empfänglich ist der Markt für die Preispositionierung im Gegenzug zu Kunststoff, der mit biologisch abbaubaren Eigenschaften werben kann?
Fragen der Dekarbonisierung sind zu einem der Hauptthemen im Bauwesen geworden. So haben die französischen Abgeordneten im April 2021 eine Gesetzesänderung verabschiedet, die bis 2028 einen Anteil von 25 % biobasierter Alternativen in öffentlichen Gebäuden vorsieht. Generell war der französische Staat ein Vorreiter bei der Einführung von RE 2020 (neue Umweltvorschriften in Bezug auf den nachhaltigen Gebäudebau zur Verbesserung der Energieeffizienz und des Komforts von Gebäuden bei gleichzeitiger Verringerung ihrer Kohlenstoffbelastung). Diese neue Verordnung, die schrittweise bis 2025 in Kraft treten wird, hebt den kohlenstoffarmen Charakter von Holz hervor und fordert die verschiedenen Akteure des Bauwesens auf, an Innovationen im Hinblick auf die Kombination mit anderen Materialien zu arbeiten.
Welche Chancen und Gefahren sind mit den neuen Strategien im Zusammenhang mit kohlenstoffarmem Bauen verbunden? Welchen neuen Bedarf und welche neuen Fähigkeiten müssen die verschiedenen Akteure der Wertschöpfungskette mitbringen, um die Ziele der neuen kohlenstoffarmen Vorschriften zu erreichen?
Wie wir Sie bei Ihren Projekten zu biobasierten Materialien begleiten
Alcimed beschäftigt sich seit rund zehn Jahren mit dem Thema biobasierte Materialien. In der Vergangenheit haben wir unsere Kunden bei ihren Entwicklungsprojekten in verschiedenen Sektoren (Gesundheitswesen, Lebensmittelindustrie, Verpackungen, Spezialchemie, Kosmetik, Luft- und Raumfahrt, Verteidigung, Bauwesen) bei der Suche nach nachhaltigen Materialalternativen begleitet, um die steigenden Umweltanforderungen zu erfüllen.
In jüngster Zeit haben wir eine Beschleunigung der Themen rund um innovative Ansätze beobachtet, die sich die multifunktionalen Eigenschaften dieser Materialien zunutze machen. Diese Ansätze profitieren auch von dem großen Interesse der Industrie an biomimetischen Ansätzen und der Weiterentwicklung der Bioökonomie.
Unsere Teams arbeiten daher an verschiedenen methodischen Bausteinen, um unsere Kunden in diesem Neuland weiter zu begleiten, indem sie sich mit folgenden Themen befassen:
- Analyse der Technologielandschaft, um die Eigenschaften dieser neuen Materialien zu erfassen (Multifunktionalität, isolierende und atmungsaktive Stoffe usw.)
- Ermittlung alternativer Beschaffungsmöglichkeiten durch Identifizierung und Qualifizierung von Rohstofflieferanten (Kompetenzen zur Erfüllung funktionaler Spezifikationen, verfügbare Menge, zeitliche Verfügbarkeit usw.)
- Aufbau neuer Verwertungskanäle für Nebenprodukte (Identifizierung von Lagerstätten und Partnern usw.).
Beispiele aktueller Projekte biobasierten Materialien, die wir für unsere Kunden durchgeführt haben
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Weiterführende Informationen
Alcimed wurde 1993 gegründet und ist ein Beratungsunternehmen für Innovation und die Erschließung neuer Märkte, das sich auf innovative Sektoren spezialisiert hat: Life Sciences (Gesundheitswesen, Biotechnologie, Agrarwirtschaft und Ernährungswirtschaft), Energie, Umwelt, Mobilität, Chemie, Werkstoffe, Kosmetik, Luft- und Raumfahrt und Verteidigung.
Unsere Berufung? Wir begleiten private und öffentliche Entscheidungsträger bei der Erkundung und Entwicklung ihrer unerforschten Gebiete: neue Technologien, neue Angebote, neue geografische Räume, Zukunftsperspektiven und neue Innovationswege.
Unser Team besteht aus 220 hochqualifizierten, multikulturellen und leidenschaftlichen Entdeckern, die in acht Büros weltweit (in Frankreich, Europa, Singapur und den Vereinigten Staaten) tätig sind und eine duale Expertise aus Wissenschaft/Technologie und Wirtschaft mitbringen.
Unser Traum? Ein Team von 1.000 Entdeckern aufzubauen, um gemeinsam mit unseren Kunden die Welt von morgen zu gestalten.
Biobasiertes Material wird aus lebenden Organismen hergestellt, d. h. entweder aus der Pflanzenwelt oder aus der Tierwelt, wie in der Norm NF EN 16575 (2014) definiert. Diese können z. B. als Rohstoffe und Kunststoffe genutzt werden und zählen so zu biologisch abbaubaren Kunststoffen oder Rohstoffen.
Es existiert eine große Anzahl unterschiedlicher und vielfältiger „biobasierter Werkstoffe“:
- Holz als Rohstoff für Baumaterial,
- Zellulosewatte (engl.: bio cellulose wadding) für die biologische Gebäudedämmung,
- Flachs- oder Hanffasern für Verbundwerkstoffe in der Automobilindustrie,
- PLA, biobasiertes HDPE für Verpackungen aus Kunststoffen, die als biologisch abbaubar gelten,
- Moleküle aus pflanzlichen Rohstoffen wie Bernsteinsäure, Ethanol usw. als Bausteine für neue Formulierungen von kosmetischen Produkten, Schmiermitteln, Kunststoffen und mehr.
Hinter dieser großen Vielfalt steht ein gemeinsames Versprechen: Materialalternativen aus der Pflanzen- oder Tierwelt, um technisch und wirtschaftlich interessante, nachhaltige Alternativen zu erdölbasierten Materialien zu entwickeln. Das Bestreben, mehr „bio“ herzustellen, also Kunststoffe zu entwickeln, die biologisch hergestellt werden (sogenannte Biokunststoffe), ist die Basis dieser Tendenz.
Bislang wurden biologisch abbaubare Kunststoffe und Rohstoffe oder andere „biologische“ Materialalternativen aufgrund ihrer wirtschaftlichen Kosten im Vergleich zu nicht abbaubaren Kunststoffen oft vernachlässigt – aber die Situation ändert sich. Der starke Anstieg des Erdölpreises und die Berücksichtigung der Umweltkosten (Lebenszyklusanalyse, Kohlenstoffemissionen, Recyclingfähigkeit) begünstigen die Entwicklung von biobasierten Materialalternativen und die Herstellung von biologisch abbaubarem Kunststoff.
Die Nachfrage nach biobasierten Werkstoffen und Produkten steigt rasch an. Angetrieben von der Dekarbonisierung der Industrie und des Verkehrs, der Verringerung der Abhängigkeit vom Erdöl, der Speicherung von Kohlenstoff in der Atmosphäre und dem Schutz der menschlichen Gesundheit und der Umwelt wenden sich alle Sektoren nachhaltigeren Materialalternativen zu, die den Anforderungen der Gesetzgeber und der Verbraucher entsprechen und die Entwicklung biobasierter Produkte fördern.