Marktreport des Nova-Instituts Biobasierte Polymere: Wachstum, Herausforderungen und Zukunftsperspektiven

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Der aktualisierte Marktreport des Nova-Instituts zeigt: Biobasierte Polymere verzeichnen ein solides Wachstum mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 13 % bis 2029. Trotz steigender Produktionskapazitäten und Marktanteile gibt es Herausforderungen, insbesondere in Europa.

2024 war ein respektables Jahr für biobasierte Polymere mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von insgesamt 13 % bis 2029, ist dem aktualisierten Marktreport des Nova-Instituts zu entnehmen. Insgesamt verfügen biobasierte, biologisch abbaubare Polymere demnach über umfangreiche installierte Kapazitäten mit einer erwarteten CAGR von 17 % bis 2029, aber die derzeitige durchschnittliche Kapazitätsauslastung ist mit 65 % moderat. Im Gegensatz dazu haben biobasierte, nicht biologisch abbaubare Polymere, eine viel höhere Nutzungsrate von 90 %, ihr Marktanteil wird aber bis 2029 nur um 10 % wachsen.

Die Epoxidharz- und PUR-Produktion wächst moderat um 9 bzw. 8 %, während die Kapazitäten für PP und zyklisches APC um 30 % steigen. Trotz eines Rückgangs der Produktion von biologisch abbaubaren Polymeren, insbesondere von PLA in Asien, sind die Kapazitäten um 40 % gestiegen. Das Gleiche gilt für die PHA-Kapazitäten. Kommerzielle Neueinsteiger wie Kaseinpolymere und PEF verzeichneten einen Anstieg der Produktionskapazitäten und werden voraussichtlich bis 2029 weiter deutlich wachsen.

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Darüber hinaus liegt das Gesamtproduktionsvolumen biobasierter Polymere im Jahr 2024 bei 4,2 Millionen Tonnen. Das entspricht 1 % des Gesamtproduktionsvolumens fossilbasierter Polymere. Die CAGR biobasierter Polymere ist mit 13 % deutlich höher als das Gesamtwachstum der Polymere (2-3 %). Diese Entwicklung wird sich voraussichtlich bis 2029 fortsetzen (Abbildung 1). Mit diesen Wachstumsraten wird der Anteil der bio-basierten Polymere auf bis zu 2 % steigen.

Von den insgesamt 4,2 Millionen Tonnen bio-basierter Polymere, die im Jahr 2024 hergestellt wurden, machen Celluloseacetat (CA) mit einem biobasierten Anteil von 50 % und Epoxidharze mit einem biobasierten Anteil von 45 % mehr als die Hälfte der biobasierten Produktion aus (26 % bzw. 32 %). Es folgen 30 % biobasierte Polyurethane (PUR) mit 9 %, 100 % biobasierte Polymilchsäure (PLA) mit 8 %, Polyamide (PA) (60 % biobasierter Anteil) mit 7 % und Polytrimethylenterephthalat (PTT) (31 % biobasierter Anteil) mit 6 % (Abbildung 2). Der Anteil von aliphatischen Polycarbonaten (APC; zirkulär und linear), Poly(butylenadipat-co-terephthalat) (PBAT), Polyethylen (PE), Polyethylenterephthalat (PET), Polyhydroxyalkanoaten (PHA) und stärkehaltigen Polymerverbindungen (SCPC) betrug weniger als 5 %. Kaseinpolymere (CP), Ethylen-Propylen-Dien-Monomer-Kautschuk (EPDM), Polybutylensuccinat (PBS), Polyethylenfuranoat (PEF) und Polypropylen (PP) machten weniger als 1 % des gesamten Produktionsvolumens biobasierter Polymere aus und sind nicht aufgeführt.

Der Anstieg der Produktionskapazitäten von 2023 bis 2024 ist hauptsächlich auf den Ausbau der PLA-Kapazitäten und der Epoxidharzproduktion in Asien sowie auf einen weltweiten Anstieg der PUR-Produktion zurückzuführen. Auch die asiatischen Erweiterungen für PHA und PTT wurden in dem Bericht ab 2024 bereits berücksichtigt. Insbesondere bei PP, PHA und PEF wird ein kontinuierliches Wachstum von durchschnittlich 65 % bis 2029 erwartet. Während die PHA-Kapazitäten vor allem in Asien und die PEF-Kapazitäten in Asien und Europa steigen werden, werden die PP-Kapazitäten insbesondere in Nordamerika zunehmen.

Chemisches Recycling

Neues Recyclingverfahren für biobasierte Kunststoffe

In Anbetracht der stetig steigenden Nachfrage nach biobasierten Polymeren sollte der Bedarf an Rohstoffen aus Biomasse den Verfassern des Marktreports zufolge als ein wichtiger Faktor betrachtet werden. Dies gelte insbesondere für die immer wiederkehrende Debatte über die Verwendung von Nahrungsmittelpflanzen für die Herstellung von biobasierten Polymeren.

Der Gesamtbedarf an Biomasse belief sich laut Nova-Institut auf 13,6 Milliarden Tonnen für Futtermittel, Bioenergie, Lebensmittel, stoffliche Nutzung, Biokraftstoffe und biobasierte Polymere. Während der größte Teil der Biomasse (56 %) für die Futtermittelproduktion verwendet wird, wurden nur 0,023 % für die Produktion von biobasierten Polymeren benötigt (Abbildung 3). Daraus ergibt sich ein Bedarf an Biomasse-Rohstoffen von 3,2 Millionen Tonnen für die Produktion von 4,2 Millionen Tonnen biobasierter Polymere. Dies spiegelt einen Landnutzungsanteil von lediglich 0,013 % wider.

Dies sei darauf zurückzuführen, dass die wichtigsten Ausgangsstoffe für die Herstellung biobasierter Polymere Zucker (25 %) und Stärke (20 %) sind, die aus ertragreichen Pflanzen wie Zuckerrohr und Mais gewonnen werden, was zu einer hohen Flächeneffizienz führt.

Außerdem wird der Eiweißgehalt dieser Pflanzen nicht nur für die Polymerproduktion, sondern auch für die Tierfütterung verwendet, so dass nur der entsprechende Teil der Polymerproduktion zugerechnet wird. Glycerin (31 %), ein biogenes Nebenprodukt der Biodieselproduktion, ist eine Biomasse mit nur indirekter, passiver Landnutzung. Dieses Glycerin wird hauptsächlich bei der Herstellung von Epoxidharzen über Epichlorhydrin als Zwischenprodukt verwendet. Die eingesetzte Biomasse besteht außerdem zu 12 % aus nicht essbaren Pflanzenölen wie Rizinusöl, zu 9 % aus Zellulose (hauptsächlich für CA verwendet) und zu 3 % aus essbarem Pflanzenöl. Von den 4,2 Millionen Tonnen hergestellter biobasierter Polymere (vollständig und teilweise biobasiert) waren 2,2 Millionen Tonnen tatsächliche biobasierte Bestandteile der Polymere (52 %), was bedeutet, dass fast 1,6-mal mehr Ausgangsstoffe benötigt wurden, als tatsächlich in das Endprodukt eingeflossen sind. Die 1,4 Millionen Tonnen (36 %) an Rohstoffen, die nicht in das Produkt gelangten, sind auf die hohe Anzahl an Umwandlungsschritten und die damit verbundenen Verluste an Rohstoffen und Zwischenprodukten sowie die Bildung von Nebenprodukten zurückzuführen.

Regionale Herausforderungen für biobasierte Polymere

Der Markt für biobasierte Kunststoffe, insbesondere in Europa, bleibt eine Herausforderung. Während Asien und Nordamerika ihre globale Rolle bei der Versorgung mit biobasierten Polymeren weiter ausbauen werden, wird der Marktanteil Europas bis 2029 voraussichtlich sinken. Mit neuen Investitionen in mehrere große Produktionskapazitäten für biobasierte Polymere werden Asien und Nordamerika ihren Marktanteil um 4 % bzw. 5 % erhöhen, so dass sie zusammen mehr als 80 % des weltweiten Angebots an biobasierten Polymeren ausmachen werden. Zwar sind auch in Europa einige neue Großanlagen geplant, doch wird dies nicht ausreichen, um zu verhindern, dass der europäische Marktanteil von heute 13 % auf 10 % im Jahr 2029 sinkt. Obwohl sich die europäische Politiklandschaft für biobasierte Polymere ständig weiterentwickelt, bietet sie im Gegensatz zu anderen Regionen der Welt noch keinen einheitlichen politischen Rahmen, der ausreichende Anreize für die Vorteile, Eigenschaften und Anwendungen biobasierter Polymere bietet.

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