Turbulenter Markt für bio-basierte Polymere

Turbulente Zeiten für bio-basierte Polymere: PLA und PHA sind ausverkauft, bio-basiertes PET ist rückläufig. Erstmals steht bio-basiertes PP zur Verfügung.

Der neue Markt- und Trendbericht „Bio-based Building Blocks and Polymers – Global Capacities, Production and Trends 2019-2024“ des Nova-Instituts zeigt Kapazitäten und Produktionsdaten für alle bio-basierten Polymere im Jahr 2019 und gibt eine Prognose für 2024.

Im Jahr 2019 betrug die gesamte Produktionsmenge der bio-basierten Polymere 3,8 Mio. t, was 1 % der Produktionsmenge der fossil-basierten Polymere entspricht. Dies ist etwa 3 % mehr als noch im Jahr 2018 – dieses jährliche Wachstum wird sich voraussichtlich bis 2024 fortsetzen. Die wichtigsten biogenen Rohstoffe, die für die Produktion von bio-basierten Polymeren genutzt werden, sind Nebenprodukte (46 %). Dabei wird vor allem Glycerin genutzt, ein Nebenprodukt der Biodieselproduktion, das für die Herstellung von Epoxidharzen verwendet wird.

Die Produktion von bio-basierten Polymeren hat sich in den letzten Jahren deutlich professionalisiert und differenziert. Eine große Anzahl verschiedener Hersteller und Anbieter haben sich auf dem Markt etabliert, um bio-basierte Alternativen für praktisch jede Anwendung zu schaffen. Die ohnehin schon große Anzahl von Akteuren im Bereich der bio-basierten Polymere, viele davon aus Asien, macht es schwierig, jede einzelne der Produktionskapazitäten und ihre tatsächliche Produktion zu überprüfen. Detaillierte Recherchen ermöglichen nun eine verifizierte und realistische Sicht auf den Markt.

Die Ergebnisse zeigen einen noch kleineren Markt für bio-basierte Polymere als bisher angenommen: Der Marktanteil der bio-basierten Polymere beträgt nur etwa 1 % des gesamten Polymer- und Kunststoffmarktes (380 Mio. t im Jahr 2019). Die Kapazitäten und die Produktionsmengen von bio-basierten Polymeren werden mit einer erwarteten jährlichen Wachstum von ca. 3 % bis 2024 weiter steigen, was nahezu der prognostizierten Wachstumsrate von Polymeren und Kunststoffen auf fossiler Basis entspricht.

Der Anstieg der Produktionskapazität von 2018 bis 2019 basiert im Wesentlichen auf dem Ausbau der Polybutylenadipat-terephthalat-Produktion (PBAT) in Europa, der weltweiten Epoxidharzproduktion und der europäischen Produktion von stärkehaltigen Kunststoffen. Außerdem wurden 2019 erhöhte und neue Kapazitäten von Polybutylensuccinat und Copolymeren (PBS(X)), bio-basiertem Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP) – erstmals kommerziell verfügbar – gemeldet. Insbesondere Epoxidharze und PP werden bis 2024 weiter deutlich wachsen. Zudem werden Polyhydroxyalkanoate (PHA) voraussichtlich bis 2024 ihre Kapazitäten ausbauen können.

Der wichtigste Biomasse-Rohstoff für die bio-basierte Polymerproduktion sind biogene Nebenprodukte (46 %), insbesondere Glycerin als Nebenprodukt der Biodieselerzeugung, das über Epichlorhydrin als Zwischenprodukt hauptsächlich für die Epoxidharzproduktion verwendet wird. Die verwendete Biomasse besteht zu 37 % aus Stärke und Zucker, zu 8 % aus Cellulose (hauptsächlich für Celluloseacetat) und zu 9 % aus Pflanzenölen, sowohl Speiseöle wie auch nicht verzehrbare Industrieöle, wie z. B. Rizinusöl. Von den 3,6 Mio. t. produzierter bio-basierter Polymere (vollständig und teilweise bio-basiert, ohne biologisch abbaubare PBAT und PBS auf fossiler Basis) sind nur 1,6 Mio. t. tatsächliche bio-basierte Komponenten der Polymere (43 %). In Anbetracht dieser Tatsache wird dreimal mehr Rohmaterial benötigt als in den Polymeren endet. Diese Menge von über 3,4 Mio. t. (68 %) an Rohstoffen, die nicht in das Produkt gelangen, ist auf die hohe Anzahl an Konversionsschritten und die damit verbundenen Rohstoff- und Zwischenproduktverlusten zurückzuführen.

Insgesamt bleibt das Marktumfeld mit niedrigen Rohölpreisen und wenig politischer Unterstützung weiterhin eine Herausforderung. Die beiden großen Stärken der bio-basierten Polymere sind bisher politisch nicht honoriert worden. Der erste Vorteil besteht darin, dass bio-basierte Polymere im Produktionsprozess fossilen Kohlenstoff durch erneuerbaren Kohlenstoff aus Biomasse ersetzen. Dies ist für eine nachhaltige, klimafreundliche Kunststoffindustrie unabdingbar und wird politisch bisher nicht honoriert. Den zweiten Vorteil bieten mehr als die Hälfte der bio-basierten Polymere: Sie sind biologisch abbaubar (abhängig von den Umweltbedingungen) und können daher eine Alternative für Kunststoffe sein, die nicht gesammelt werden und in die Umwelt gelangen können.

Im Jahr 2019 wurde das Einweg-Kunststoffverbot („single-use plastic ban“) der Europäischen Union verabschiedet. Es wird im Sommer 2020 in Kraft treten. Biologische Abbaubarkeit und ein bio-basierter Ursprung werden nicht als Gründe für eine Ausnahme von dem Verbot anerkannt. Fast alle bio-basierten und biologisch abbaubaren Polymere werden zusammen mit fossilen Kunststoffen in Sippenhaft mit petrochemischen Kunststoffen genommen und ebenfalls verboten.

Im Rahmen der derzeit in der REACH-Verordnung erarbeiteten Mikroplastikbeschränkung werden PHBs voraussichtlich von einem Mikroplastikverbot ausgenommen sein. Im Sommer 2020 wird die endgültige Verordnung erwartet.

Die wichtigsten Markttreiber in den Jahren 2018 und 2019 waren Marken, die ihren Kunden umweltfreundliche Lösungen anbieten wollen und kritische Verbraucher, die nach Alternativen zur Petrochemie suchen. Würden bio-basierte Polymere als Lösung akzeptiert und ähnlich wie Biokraftstoffe gefördert, könnten jährliche Wachstumsraten von 10 bis 20 % und mehr erreicht werden. Gleiches gilt, wenn der Ölpreis deutlich steigen sollte. Aufgrund der bereits vorhandenen technischen Reife der bio-basierten Polymere könnten in diesen Fällen erhebliche Marktanteile gewonnen werden.

Für 2019 enthält die jährlich aktualisierte Marktstudie signifikante Änderungen und einige neue Aspekte: Er bietet umfassende überarbeitete Informationen zur Kapazitätsentwicklung von 2019 bis 2024, für alle bio-basierten Building-Blocks und Polymere, sowie Produktionsdaten für das Jahr 2019, für jedes bio-basierte Polymer. Auch der so genannte „calculated bio-based content“ ist in dieser Ausgabe enthalten. Dies ist der bio-basierte Anteil in Abhängigkeit vom durchschnittlichen bio-basierten Anteil des jeweiligen Polymers.

Insgesamt 18 bio-basierte Building-Blocks und 17 Polymere werden im Bericht 2019 behandelt. Bio-basiertes Naphtha und Casein-Polymere sind als neuer Building-Block bzw. Polymergruppe hinzugekommen. Darüber hinaus enthält die neue Ausgabe Analysen zu Marktentwicklungen und Produzenten pro Building-Block und Polymer, so dass sich die Leser schnell einen Überblick über Entwicklungen verschaffen können, die weit über die Kapazitäts- und Produktionszahlen hinausgehen.

Seit der Ausgabe 2018 enthält jede Aktualisierung des Berichts eine detaillierte Recherche zur Marktentwicklung bestimmter bio-basierter Polymere. Der Marktbericht für 2019 enthält umfangreiche Berechnungen und Erläuterungen zu bio-basiertem Polyethylenterephthalat (PET) und bio-basierten Polyurethanen (PUR). Der Markt- und Trendreport wird von der internationalen Biopolymer-Expertengruppe unter der Leitung des Nova-Instituts erstellt. Die entsprechenden Autoren kommen aus Asien, Europa und Nordamerika. Der Bericht 2019 ist ab sofort für 3.000 EUR erhältlich. Dort ist auch eine Kurzfassung der Studie verfügbar.

mg