Was sind biobasierte Materialien und was können sie?

Auf dem Weg ins post-fossile Zeitalter sind die konventionellen, erdölbasierten Kunstfasern längst angezählt. Doch welche Alternativen gibt es, welche Innovationen sind tatsächlich nachhaltiger und wie wird sich der Verbrauch an Kunstfasern in den kommenden Jahren entwickeln? FashionUnited hat beim Outdooranbieter und Nachhaltigkeitspionier Vaude nachgefragt.

Aus der gegenwärtigen Outdoorindustrie sind Kunstfasern nicht wegzudenken. Die allermeisten Funktionsmaterialien basieren auf synthetischen Chemiefasern wie Polyester und Polyamid. Wie könnte sich das ändern? Outdooranbieter und Nachhaltigkeitspionier Vaude hat gerade eine Trekking-Hose aus biobasiertem Polyamid auf den Markt gebracht. Das verwendete Garn besteht zu 62 Prozent aus Rizinusöl und wurde gemeinsam mit dem Polymer-Spezialisten Evonik entwickelt. Gehört den biobasierten Kunststoffen die Zukunft in der Bekleidungsindustrie? Wir haben mit René Bethmann, Innovation Manager bei Vaude darüber gesprochen.

Herr Bethmann, was genau sind biobasierte Fasern oder Stoffe?

René Bethmann: Kurz gesagt handelt es sich dabei um Biokunststoffe beziehungsweise Biopolymere. Und was den aktuellen Hype angeht, finde ich spannend, dass Kunststoffe ursprünglich immer biobasiert waren, beispielsweise Gummi. Kunststoffe aus Erdöl kamen erst später auf.

Es gibt ganz unterschiedliche Biokunststoffe oder biobasierte Fasern. Wie unterscheidet man sie?

Grundsätzlich unterscheidet man zwei Betrachtungsweisen: Den Beginning-of-Life, dann ist der Materialursprung biobasiert, oder man schaut auf den Bereich End-of-Life, dann ist das fertige Material biologisch abbaubar. Es gibt tatsächlich auch Biokunststoffe, die aus Rohöl hergestellt werden, aber biologisch schnell abbaubar sind. Gleichzeig sind auch Kunststoffe aus biobasierten Ausgangsstoffen wie Pflanzen oder Nahrungsmittelabfällen nicht zwingend biologisch abbaubar. Chemisch unterscheiden kann man beide Varianten eigentlich nur daran, dass man das Alter der Kohlenstoffe bestimmt: fossile Kohlenstoffe sind sehr alt, die Kohlenstoffe aus Zuckerrüben beispielsweise sind viel jünger.

Wenn man den Ausgangsstoff verändert, ändern sich dann auch die Eigenschaften der Fasern?

Das ist das Spannende. Im Prinzip können völlig neue Kunststoffe entwickelt werden oder man kann fossile Kunststoffe durch biobasierte ersetzen oder „nachbauen“. In dem ersten Fall können neue Eigenschaften erreicht werden, die sogar besser sein können als beim Ursprungsmaterial, das man ersetzen wollte.

Welche Biokunststoffe eignen sich eher für die Textilindustrie?

Fossilbasierte und biologisch abbaubare Biokunststoffe spielen in der Textilindustrie eher eine untergeordnete Rolle, weil sie eine zu kurze Lebensdauer haben. Eine schnelle biologische Abbaubarkeit ist in meinen Augen ohnehin nur bedingt nachhaltig, weil dabei der im Material gebundene Kohlenstoff schnell wieder freigesetzt wird. Die Recyclingfähigkeit ist hier auch nur bedingt sinnvoll, folglich ist der Kohlenstoff auch nicht auf lange Zeit gebunden. Biologische Abbaubarkeit macht nur für solche Länder Sinn, die ihren Müll ausschließlich in Deponien entsorgen, ihn nicht verbrennen und nicht recyceln – wobei eine Recyclinginfrastruktur immer angestrebt werden sollte.

Wir konzentrieren uns daher auf die Biokunststoffe, die einen biobasierten Materialursprung haben und versuchen so, die fossilen Kunststoffe zu ersetzen. Unser Ziel bei Vaude ist es, ab 2024 fast ausschließlich erneuerbare beziehungsweise recycelte Ausgangsstoffe zu verwenden. Der Idealfall wäre eine biobasierte post-consumer recycelte Kunststofffaser.

Wie bewerten Sie die neuen Pilzfasern und Lederimitate, die gerade gehypt werden?

Mycelium ist auch ein Biopolymer, das sich relativ schnell biologisch abbaut und daher noch viele Zusätze benötigt, damit es länger haltbar ist. Da muss man sich fragen, ob das wirklich so nachhaltig ist. Es ist allerdings eine interessante Alternative für Verpackungsmaterialien wie Styropor, und soll sich auch als Tieferfutter eignen.

Sie wollen eher fossile Kunststoffe durch biobasierte ersetzen und nicht neue entwickeln. Warum finden Sie das sinnvoller?

Meiner Meinung nach liegt darin die Zukunft. Wir müssen uns einfach vor Augen halten, dass wir in der Textilindustrie nur mit einer Handvoll unterschiedlicher Synthetikmaterialien arbeiten, es scheint daher machbar, dafür biobasierte Lösungen zu finden. Ganz neue Materialien brauchen dagegen etwa 20 Jahre bis sie akzeptiert und in großen Volumina produziert werden können. Und gerade beim Thema Recycling ist es ein Vorteil, es nur mit wenigen Materialsorten zu tun zu haben. Wir können nicht viele verschiedene Recyclingströme aufbauen. Aber natürlich ist es wichtig, dass mit neuen biobasierten Kunststoffen neue Möglichkeiten aufgezeigt werden, insbesondere wenn dadurch eine gesteigerte Funktionalität erreicht werden kann. Damit können wir dem Image entgegenwirken, dass nachhaltige Materialien immer ein Kompromiss im Bezug auf Performance sind.

Wie weit ist die chemische Industrie bei der Entwicklung von Biokunststoffen?

Da ist ein Blick auf aktuelle Zahlen interessant: 2020 hat die chemische Industrie weltweit 360 bis 380 Millionen Tonnen fossile Kunststoffe produziert, hinzu kommen noch 20 bis 40 Millionen Tonnen recycelte Kunststoffe und vier Millionen Tonnen biobasierte Kunststoffe. Studien zufolge werden alle Bereiche bis 2025 weiter wachsen, wobei die jährlichen Wachstumsraten bei den fossilen Kunststoffen bei drei Prozent, bei recycelten Kunststoffen bei zehn Prozent und bei den biobasierten Kunststoffen bei acht Prozent liegen. Das heißt: Unser Kunststoffbedarf wird weiter steigen, und es ist völlig klar, dass wir diesen Bedarf nicht allein aus fossilen Rohstoffen decken können. Studien zufolge werden wir im Jahr 2050 etwa 1.200 Millionen Tonnen Kunststoff produzieren, und davon wird nur ein kleiner Teil auf Biokunststoffe entfallen. Den weitaus größten Anteil werden dann Rezyklate haben.

Welchen Stellenwert haben die Textilindustrie und ihr Bemühen, nachhaltiger zu werden, überhaupt für die Chemische Industrie?

Im Vergleich zur Verpackungs- oder Automobilindustrie spielt die Textilindustrie für Chemiekonzerne tatsächlich eine relativ kleine Rolle. Das heißt auch, dass die Chemieindustrie wenig Interesse daran hat, Produkte allein für die doch sehr preissensible Textilindustrie zu entwickeln oder zu produzieren. Was aber in den letzten Jahren zunehmend passiert, ist die Entwicklung von Leuchtturm-Projekten.

Bei den recycelten Fasern sehen wir aktuell eine Verknappung, wie verhalten sich Nachfrage und Angebot bei den Biokunststoffen gerade?

Ja, es ist tatsächlich schwieriger geworden Rezyklate zu bekommen, weil einige große Getränkehersteller begonnen haben, für ihre Flaschen schon eigene geschlossene Systeme zu etablieren – das heißt, es fällt weniger Abfall an. Gleichzeitig geben immer mehr große Textilunternehmen bekannt, dass sie auf recycelte Fasern umstellen wollen. Die Nachfrage ist also höher als das Angebot. Eine ähnliche Situation haben wir auch bei den Biopolymeren. Zum Beispiel ist Lego für Teile seiner Produkte auf Biokunststoffe umgestiegen, und da geht’s natürlich um ganz andere Volumina.

Vaude bringt auch Produkte aus Biokunststoffen heraus. Was für Produkte sind das?

Wir haben verschiedene Produkte aus Biokunststoff entwickelt – gemeinsam mit unseren Lieferanten aus der Vorstufe. Beispielsweise ein Polyamid aus Rizinusöl. Die Rizinuspflanze ist eine anspruchslose Pflanze, die in vielen Regionen sogar wild wächst. Kultiviert wird sie in Indien und China und dort vor allem von Kleinbauern. Die Naturkosmetik-Industrie verwendet das Öl der Bohnen, aber daraus lässt sich auch ein Biopolyamid herstellen, mit einem etwa um die Hälfte verringerten CO2-Fußabdruck. Aus dem Öl stellen wir Fasern für Bekleidung und Kunststoffteile wie Reißverschlüsse, Schnallen und Haken her. Wir haben auch eine Membran entwickelt, die zu 25 Prozent aus biobasiertem Polyurethan besteht, Ausgangsstoff ist hier Kaffeesatz. Für die Saison Frühjahr/Sommer 2022 präsentieren wir einen biobasierten Kunststoff im Footwear Bereich, den wir zusammen mit unseren Partnern entwickelt haben

Wie aufwändig ist so eine Eigen-Entwicklung?

Sehr aufwändig. Es gibt deshalb noch nicht so viele Firmen, die mit biobasierten Kunststoffen arbeiten, weil es ein enormer Zeit- und Kostenaufwand ist. Die Herausforderungen sind wirklich nicht zu unterschätzen, weil Maschinen zum Teil angepasst werden müssen, die Farbrezepturen et cetera. Mit Covestro haben wir beispielsweise dreieinhalb Jahre an einem neuartigen biobasierten Material gearbeitet, welches aus europäischem Mais und altem Speiseöl hergestellt wird. Die ersten Produkte kommen im März 2022 in den Handel. Das ist Pionierarbeit. Für Unternehmen, die eigentlich nur mit Stoffherstellern arbeiten, ist das kaum machbar.

Spielt es für die Textilkennzeichnung eine Rolle, woraus der Kunststoff hergestellt wurde? Müssen wir mit immer längeren Etiketten rechnen?

Nein, das spielt keine Rolle. Beispielweise bezeichnen Polyester und Polyamide Materialfamilien, unter denen es verschiedene Materialtypen wie PET gibt. Für den Kunden ist es daher nicht ersichtlich, ob es sich um einen Biokunststoff handelt oder nicht. Das müsste separat kommuniziert werden. Wichtig ist aber: Wenn man ein Material als biobasiert bezeichnen möchte, muss es das auch zu über 50 Prozent sein, ansonsten könnte nur mit einem biobasierten Anteil kommuniziert werden.

Bei den pflanzenbasierten Kunststoffen hört man immer wieder die Kritik, ihr Anbau würde bei einer wachsenden Bevölkerung mit dem Anbau von Lebensmitteln konkurrieren. Wie sehen Sie das?

Das Problem ist eher die enorme Tierhaltung. In Deutschland beispielsweise nutzten wir 2015 mehr als die Hälfte aller landwirtschaftlichen Flächen für die Tierhaltung. Auf nur 26 Prozent werden tatsächlich Nahrungsmittel angebaut. Der Rest entfällt zu 13 Prozent auf Energiepflanzen, zwei Prozent auf Industrielle Pflanzen und ein Prozent ist Brachland. Außerdem: Wenn wir auf E-Mobilität umstellen, benötigen wir auch weniger Pflanzen für Treibstoff und die Energiegewinnung. Studien zufolge würden die Biokunststoffe nicht mehr als fünf Prozent der globalen landwirtschaftlichen Fläche benötigen, wenn sie alle fossilen Kunststoffe ersetzen würden. Dieses Szenario würde jedoch nicht eintreffen.

Haben Sie ein Ziel, woran arbeiten Sie langfristig?

Langfristig wäre es wichtig, die Rohstoffe dort zu erzeugen, wo sie benutzt werden. Man könnte beispielsweise die Granulate hier in Deutschland produzieren – auch wenn sie dann nach Asien transportiert werden müssen um dort versponnen zu werden. Hier gibt es kaum noch Spinnereien und zum Teil auch nicht mehr das Knowhow. Aber Granulate kann man hier sehr gut herstellen, mit erneuerbarer Energie und sauberen Prozessen. Man könnte am Ende der Lebensphase die Produkte hier sammeln und recyceln. Wir müssen anfangen, unseren Abfall hier weiterzuverarbeiten.

Fotos: Vaude