Der Sammelbegriff „Biokunststoff“ wird für Kunststoffe verwendet, die biobasiert, biologisch abbaubar oder beides sind. Biobasiert und biologisch abbaubar bezeichnen dabei voneinander unabhängige Eigenschaften: Ein biobasierter Kunststoff ist nicht zwangsläufig biologisch abbaubar, und ein biologisch abbaubarer Kunststoff kann auch aus fossilen Rohstoffen bestehen. Da fossilbasierte biologisch abbaubare Kunststoffe außerhalb der Humanmedizin nur eine untergeordnete Rolle spielen, bezeichnet „Biokunststoff“ im CREATE-Kontext grundsätzlich biobasierte Kunststoffe; abweichende Fälle werden ausdrücklich gekennzeichnet.
Ein biobasierter Kunststoff ist ein vollständig oder teilweise aus Biomasse hergestellter Kunststoff. Die Biomasse kann zuvor physikalisch, chemisch oder biologisch behandelt worden sein. Als Rohstoffquellen kommen beispielsweise Zucker, Stärke, Pflanzenöle, Cellulose, Lignin sowie biogene Rest- und Abfallstoffe infrage. „Biobasiert“ beschreibt die Rohstoffherkunft und macht für sich allein keine Aussage über biologische Abbaubarkeit, Recyclingfähigkeit oder Umweltwirkung. Im CREATE-Kontext werden die Kategorien etablierter Biokunststoff, neuartiger Biokunststoff und Drop-in-Biokunststoff verwendet. Diese Einteilung ist eine praxisbezogene Systematik und keine normative Klassifikation.
Der Begriff „Biopolymer“ wird nicht einheitlich verwendet. In der Kunststoffbranche dient er häufig als Sammelbegriff für biobasierte Polymere. In Biologie und Polymerwissenschaft kann er enger natürliche oder durch Organismen gebildete Makromoleküle wie Polysaccharide, Proteine und Nukleinsäuren bezeichnen. Um Missverständnisse zu vermeiden, wird „Biopolymer“ im CREATE-Kontext synonym zu „Biokunststoff“ verwendet; für in der Natur vorkommende oder biotechnologisch identisch hergestellte Polymere wird der Begriff Naturpolymer verwendet.
Naturpolymere sind Polymere, die in der Natur vorkommen, aus natürlichen Quellen gewonnen oder mit biotechnologischen Verfahren naturidentisch hergestellt werden. Dazu zählen beispielsweise Stärke, Cellulose, Lignin, Naturkautschuk, Proteine und Polyhydroxyalkanoate (PHA). Ihre biologische Abbaubarkeit hängt unter anderem von der weiteren Verarbeitung ab und darf daher nicht pauschal vorausgesetzt werden. Für die thermoplastische Verarbeitung werden Naturpolymere häufig chemisch modifiziert.
Als „Old Economy“ beziehungsweise etablierte Biokunststoffe werden biobasierte Werkstoffe bezeichnet, die bereits vor dem breiten Aufkommen petrochemischer Kunststoffe industriell genutzt wurden. Dazu zählen beispielsweise Kautschuk, Celluloseacetat, Cellophan, Celluloid, Viskose und Linoleum
Als „New Economy“ beziehungsweise neuartige Biokunststoffe werden im CREATE-Kontext jüngere biobasierte Kunststofftypen zusammengefasst, die sich in ihrer chemischen Struktur oder Herstellung von etablierten petrochemischen Massenkunststoffen unterscheiden. Beispiele sind die ganz oder teilweise aus biobasierten Monomeren bestehenden Polymere PLA, PEF, PHA, PBS, PTT und PBAT. Viele dieser Kunststoffe können jedoch auch ohne biobasierten Anteil petrochemisch hergestellt werden.
Drop-in-Biokunststoffe sind biobasierte Kunststoffe, die chemisch und technisch ihren fossilbasierten Pendants entsprechen. Sie können diese in bestehenden Anwendungen und Verarbeitungsprozessen ersetzen und gemeinsam mit ihnen recycelt werden. Beispiele sind bioPE bio PET, bioPP, bioPA, bioABS oder bioPVC. Der biobasierte Anteil kann dabei sowohl physisch nachweisbar oder über ein zertifiziertes Massenbilanzverfahren zugeordnet sein.
Bei bioattribuierten beziehungsweise massenbilanzierten Kunststoffen werden zertifizierte biobasierte und konventionelle Rohstoffe in einer gemeinsamen Wertschöpfungskette geführt. Die eingesetzten Mengen und Nachhaltigkeitseigenschaften werden innerhalb festgelegter Systemgrenzen bilanziell erfasst und können über Zertifikate einem entsprechenden Anteil der Produkte zugeschrieben werden. Die Massenbilanz ist dabei eines der geläufigsten von mehreren Chain-of-Custody-Modellen.
„Biozirkulär“ bezeichnet Rohstoffe und Produkte aus biogenen Rest- und Abfallstoffen, etwa Altspeiseölen oder Rückständen aus der Forst- und Landwirtschaft. Die Eigenschaft „biozirkulär“ kann dabei auch über die Attribution von Zertifikaten nach dem Massenbilanzverfahren erfolgen und muss nicht im Endprodukt nachweisbar sein. Der Begriff bezieht sich nur auf die Herkunft des Rohstoffs und bedeutet nicht automatisch, dass das fertige Produkt kreislauffähig ist.
Biowerkstoffe ist ein Oberbegriff, der neben biobasierten Kunststoffen auch naturfaserverstärkte und biogefüllte Kunststoffe umfasst. Häufigste Füllstoffe dabei sind Holzmehl oder -fasern, aber auch Hanf, Gras und viele weitere Materialien eignen sich als Füllstoff. Die Polymermatrix kann dabei sowohl biobasiert als auch fossilbasiert sein, namensgebend ist lediglich der Füllstoff. Von einem bio- beziehungsweise naturfaserverstärkten Kunststoff wird gesprochen, wenn eingebrachte Naturfasern gezielt mechanisch verstärkende Funktionen übernehmen. Die Definition von Biocomposites bzw. Bioverbundwerkstoffen schließt auch duroplastische Werkstoffe, wie Polyurethanharze mit Gewebe- oder Endlosfaserverstärkung, mit ein.
Unter einem biologisch abbaubaren Kunststoff wird ein Kunststoff verstanden, dessen chemische Struktur durch Mikroorganismen und deren Enzyme abgebaut werden kann. Der biologische Abbau führt unter geeigneten Bedingungen zur Umwandlung in CO₂, Wasser, Biomasse und gegebenenfalls Mineralsalze. Ob und wie schnell dieser Abbau erfolgt, hängt maßgeblich von den jeweiligen Umgebungsbedingungen ab. Die Eigenschaft „biologisch abbaubar“ allein trifft daher keine Aussage über Zeitraum oder Ort des Abbaus. Diese Rahmenbedingungen werden erst durch Angaben wie Kompostierbarkeit oder biologisch abbaubar in der Umwelt näher eingegrenzt.
Kompostierbarkeit bezeichnet die Fähigkeit eines Produkts, unter definierten biologisch aktiven Bedingungen innerhalb eines festgelegten Zeitraums biologisch abgebaut zu werden, zu desintegrieren und dabei keine schädlichen Auswirkungen auf die Qualität des Komposts zu verursachen. Je nach Kompostierbedingungen wird zwischen Heimkompostierbarkeit und industrieller Kompostierbarkeit unterschieden.
Industrielle Kompostierbarkeit bezieht sich auf den biologischen Abbau unter kontrollierten Bedingungen industrieller Kompostwerke, typischerweise bei Temperaturen von etwa 55 bis 60 °C. Für Verpackungen legt DIN EN 13432 unter anderem fest, dass innerhalb von höchstens sechs Monaten mindestens 90 % biologisch abgebaut werden und nach zwölf Wochen höchstens 10 % der ursprünglichen Trockenmasse als Rückstand größer als 2 mm verbleiben dürfen. Zusätzlich werden die Kompostqualität und Ökotoxizität geprüft. Konforme Materialien und Produkte können entsprechend zertifiziert und gekennzeichnet werden. Die praktische Verwertbarkeit kann dennoch eingeschränkt sein, weil die Verweilzeiten vieler Anlagen deutlich kürzer sind und regional unterschiedliche Annahmeregeln gelten.
Bei der Heimkompostierung sind die Temperaturen deutlich niedriger und weniger konstant als in industriellen Kompostierungsanlagen. Deshalb wird die Heimkompostierbarkeit unter entsprechend angepassten Bedingungen geprüft.
In natürlichen Umgebungen unterscheiden sich die Bedingungen für den biologischen Abbau deutlich von denen im Kompost. Boden, Süßwasser und Meer weisen jeweils andere Temperaturen, Feuchteverhältnisse und mikrobielle Aktivität auf, weshalb Abbaugeschwindigkeit und Abbaugrad stark variieren. Eine Aussage zur biologischen Abbaubarkeit muss deshalb immer die jeweilige Umgebung und das zugrunde liegende Prüfverfahren benennen. Für einzelne Anwendungen bestehen eigene Prüfstandards und Zertifizierungssysteme, beispielsweise für im Boden biologisch abbaubare Mulchfolien die DIN EN 17033
Bioökonomie bezeichnet die wissensbasierte Erzeugung, Erschließung und Nutzung biologischer Ressourcen, Prozesse und Systeme, um Produkte, Verfahren und Dienstleistungen in verschiedenen Wirtschaftssektoren bereitzustellen. Ziel ist eine nachhaltige, biobasierte und an natürlichen Stoffkreisläufen orientierte Wirtschaftsweise.
Nachhaltige Entwicklung erfüllt die Bedürfnisse der Gegenwart, ohne die Möglichkeiten künftiger Generationen zu gefährden, ihre eigenen Bedürfnisse zu erfüllen. Sie verbindet ökologische, soziale und wirtschaftliche Belange.
Die Kaskadennutzung erneuerbarer Rohstoffe ist ein Leitmotiv der Bioökonomie. Biomasse wird dabei ein- oder mehrfach stofflich genutzt, beispielsweise durch Wiederverwendung oder Recycling, und erst anschließend energetisch verwertet. Dadurch soll der Rohstoff möglichst lange und effizient genutzt und eine höhere Wertschöpfung erreicht werden.
Die zirkuläre Bioökonomie führt Kreislaufwirtschaft und Bioökonomie zusammen. Biologische Ressourcen sollen effizient und möglichst werterhaltend genutzt, Reststoffströme wiederverwendet oder recycelt und der verbleibende Ressourcenbedarf möglichst aus erneuerbaren biologischen Quellen statt aus fossilen Quellen gedeckt werden (siehe auch Defossilisierung).
Ein Kohlenstoffspeicher ist ein natürliches oder technisches System, in dem Kohlenstoff gebunden und für einen bestimmten Zeitraum gespeichert wird. Dazu zählen beispielsweise Böden, Wälder, Moore und auch langlebige Produkte. Biobasierte Kunststoffprodukte speichern den in ihnen enthaltenen biogenen Kohlenstoff während ihrer Nutzungsdauer. Inwieweit daraus ein Klimavorteil entsteht, hängt jedoch vom gesamten Lebenszyklus ab.
Eine Kohlenstoffsenke ist ein Prozess, eine Aktivität, ein Mechanismus oder ein Reservoir, das der Atmosphäre netto Kohlenstoff entzieht. Der Begriff beschreibt damit eine Nettoaufnahme über einen betrachteten Zeitraum und nicht automatisch eine dauerhafte Speicherung. Wälder, Moore und Böden können natürliche Kohlenstoffsenken sein; technische Senken können beispielsweise durch die dauerhafte geologische Speicherung von zuvor aus der Atmosphäre entnommenem CO₂ entstehen.
Defossilisierung beschreibt die Umstellung einer Wirtschaftsweise mit dem Ziel, fossile Rohstoffe sowohl als Energiequelle als auch als Kohlenstoffquelle durch erneuerbare Alternativen zu ersetzen. Für die Chemie- und Kunststoffindustrie bedeutet dies insbesondere, fossilen Kohlenstoff durch Kohlenstoff aus Recycling, Biomasse und zukünftig CO2 zu ersetzen.
Dekarbonisierung umfasst Maßnahmen zur Verringerung von Treibhausgasemissionen, insbesondere durch eine CO₂-arme Energieversorgung sowie der Vermeidung von CO2-Emissionen am Lebensende von Produkten. Kohlenstoff als elementarer Bestandteil von Kunststoffen kann dabei nicht reduziert werden, sondern muss im Rahmen der Defossilisierung auf erneuerbare Quellen umgestellt werden.
Nachwachsende Rohstoffe sind land- und forstwirtschaftlich erzeugte organische Rohstoffe pflanzlichen, tierischen oder mikrobiellen Ursprungs, die nicht als Nahrungs- oder Futtermittel, sondern stofflich zur Herstellung biobasierter Produkte oder energetisch zur Erzeugung von Wärme, Strom und Kraftstoffen genutzt werden.
Unter erneuerbarem Kohlenstoff wird Kohlenstoff verstanden, dessen Nutzung die zusätzliche Entnahme fossilen Kohlenstoffs aus geologischen Lagerstätten vermeidet oder ersetzt. Er kann aus Biomasse, durch die Nutzung von Kohlendioxid (CO₂) oder aus dem Recycling kohlenstoffhaltiger Materialien stammen. Ziel des Konzepts ist es, fossilen Kohlenstoff schrittweise durch erneuerbare Kohlenstoffquellen zu ersetzen.
Unter biobasiertem beziehungsweise biogenem Kohlenstoff wird Kohlenstoff verstanden, der aus Biomasse stammt, beispielsweise aus Pflanzen, Algen oder anderen biogenen Rohstoffen. Der biobasierte Kohlenstoffgehalt beschreibt den Anteil des Kohlenstoffs in einem Produkt, der aus Biomasse stammt. Er kann mittels Radiokarbonmethode bestimmt und als Anteil der Probenmasse oder des gesamten Kohlenstoffgehalts angegeben werden. Davon zu unterscheiden ist der gesamte biobasierte Gehalt eines Produkts, der auch biobasierte Bestandteile ohne Kohlenstoff berücksichtigen kann.
Kohlenhydrat- oder ölreiche Pflanzen wie Mais, Zuckerrohr oder Ölpflanzen, die auch als Nahrungs- oder Futtermittel verwendet werden können, gelten als Rohstoffe der ersten Generation. Die Kohlenstoffquelle für Biokunststoffe ist der direkt aus der Pflanze gewonnene Zucker, das Lipid oder die Stärke.
Rohstoffe der zweiten Generation sind nicht für die Lebensmittel- oder Futtermittelproduktion geeignet. Dazu zählen lignocellulosehaltige Rohstoffe und Neben- oder Abfallströme, beispielsweise Stroh, Holzreste, Bagasse oder pflanzliches Altöl.
Rohstoffe der dritten Generation bezeichnen Biomasse aus Algen. Aufgrund ihrer potenziell hohen Flächenerträge und anderer Kultivierungsbedingungen gegenüber Rohstoffen der ersten und zweiten Generation werden sie als eigene Kategorie geführt.
Chain of Custody (CoC), zu Deutsch „Produktkette“, beschreibt, wie biobasierte Rohstoffe und die zugehörigen Angaben entlang der Lieferkette nachverfolgt werden. Je nach Modell bleibt der biobasierte Rohstoff vom fossilen Rohstoff getrennt oder beide werden vermischt und die biobasierte Menge wird rechnerisch bestimmten Produkten zugeordnet. Zu den Modellen gehören unter anderem physische Segregation, Massenbilanz und Book and Claim.
Bei der physischen Segregation werden biobasierte Rohstoffe getrennt von fossilen Rohstoffen gelagert, transportiert und verarbeitet. Dadurch bleibt ihre Herkunft entlang der Lieferkette direkt nachvollziehbar.
Bei der Massenbilanz werden biobasierte und fossile Rohstoffe gemeinsam verarbeitet. Die eingesetzte biobasierte Menge wird dokumentiert und rechnerisch einem entsprechenden Anteil der hergestellten Produkte zugeordnet. Deshalb muss der biobasierte Anteil im einzelnen Produkt nicht direkt nachweisbar sein; insgesamt darf jedoch nicht mehr biobasierte Menge ausgewiesen werden, als tatsächlich in das System eingebracht wurde.
Bei Book and Claim werden ein Material oder eine Leistung mit bestimmten Eigenschaften und der zugehörige Nachweis getrennt voneinander gehandelt. Ein Unternehmen kann dadurch eine bestimmte Menge geltend machen, obwohl das entsprechende Material nicht durch seine Lieferkette fließt und nicht im gekennzeichneten Produkt enthalten sein muss. Die Zuordnung erfolgt rein bilanziell über Zertifikate oder Register, wie beispielsweise bei Herkunftsnachweisen für Ökostrom. In der für biobasierte Kunststoffe relevanten ISCC-PLUS-Zertifizierung ist Book and Claim nicht als Lieferkettenmodell zulässig.
Abfall ist ein Stoff, Stoffgemisch, Material oder Gegenstand, dessen sich die besitzende Person entledigt, entledigen möchte oder entledigen muss. Die Einordnung knüpft damit nicht allein an Materialeigenschaften, sondern auch an die Entledigungsabsicht oder eine entsprechende Pflicht an.
Design for Circularity integriert zirkuläre Prinzipien früh in die Produktentwicklung und betrachtet den gesamten Lebenszyklus. Im Zentrum stehen langlebige, modular aufgebaute und rückführbare Produkte sowie innovative Geschäftsmodelle mit dem Ziel, natürliche Ressourcen einzusparen und Materialien im Kreis zu führen.
Post-Industrial Material, auch Pre-Consumer Material, wird während eines Herstellungsprozesses vom Abfallstrom getrennt. Es wird in der Regel sortiert und separat gesammelt; seine Zusammensetzung ist daher bekannt und die Verarbeitung vergleichsweise einfach.
Post-Consumer-Rezyklat (PCR) bezeichnet ein Material, das zumindest teilweise aus Post-Consumer-Materialien hergestellt wird, beispielsweise aus Haushaltsverpackungsabfällen.
Rohstoffliches Recycling führt Kunststoffe in chemische Ausgangsbestandteile, Öl oder Gas zurück, die anschließend als Rohstoffe für neue Produkte genutzt werden können. Ziel ist es, Abfallmengen und den Verbrauch natürlicher Ressourcen zu verringern.
Chemisches oder rohstoffliches Recycling bezeichnet die Umwandlung von Kunststoffpolymeren in Monomere, chemische Grundbausteine oder Basischemikalien durch thermochemische beziehungsweise chemische Prozesse. Dazu zählen unter anderem Depolymerisation, Solvolyse, Pyrolyse und Vergasung.
Lösemittelbasiertes Recycling ermöglicht die Gewinnung recycelter Kunststoffe mit Eigenschaften von Neuware. Das Verfahren eignet sich für gemischte Materialien wie Verbundwerkstoffe und kontaminierte Post-Consumer-Abfälle, da Verunreinigungen und Zusatzstoffe aus dem Zielmaterial entfernt werden können.
Beim werkstofflichen beziehungsweise mechanischen Recycling werden Abfälle und Reststoffe zu neuen Produkten oder Rohstoffen aufbereitet. Ziel ist es, enthaltene Wertstoffe möglichst umfassend wiederzuverwenden und den Verbrauch natürlicher Ressourcen zu reduzieren.
Der Lebenszyklus umfasst die aufeinanderfolgenden und miteinander verknüpften Phasen eines Produktionsprozesses von der Rohstoffgewinnung oder Erzeugung natürlicher Ressourcen bis zur endgültigen Entsorgung.
Eine Ökobilanz beziehungsweise LCA erfasst und beurteilt die Input- und Outputflüsse sowie die potenziellen Umweltwirkungen eines Produktsystems über dessen gesamten Lebensweg. Damit stellt die Norm den Bezug zum abgegrenzten Produktsystem und seinem Lebenszyklus in den Vordergrund. Ergänzend werden auch die Bezeichnungen Lebenszyklusanalyse und Cradle-to-Grave-Analyse verwendet; soziale und wirtschaftliche Aspekte sind in einer klassischen LCA nicht vollständig enthalten.
Begriffe der Bioökonimie einfach erklärt
Der Sammelbegriff „Biokunststoff“ wird für Kunststoffe verwendet, die biobasiert, biologisch abbaubar oder beides sind. Biobasiert und biologisch abbaubar bezeichnen dabei voneinander unabhängige Eigenschaften: Ein biobasierter Kunststoff ist nicht zwangsläufig biologisch abbaubar, und ein biologisch abbaubarer Kunststoff kann auch aus fossilen Rohstoffen bestehen. Da fossilbasierte biologisch abbaubare Kunststoffe außerhalb der Humanmedizin nur eine untergeordnete Rolle spielen, bezeichnet „Biokunststoff“ im CREATE-Kontext grundsätzlich biobasierte Kunststoffe; abweichende Fälle werden ausdrücklich gekennzeichnet.
Ein biobasierter Kunststoff ist ein vollständig oder teilweise aus Biomasse hergestellter Kunststoff. Die Biomasse kann zuvor physikalisch, chemisch oder biologisch behandelt worden sein. Als Rohstoffquellen kommen beispielsweise Zucker, Stärke, Pflanzenöle, Cellulose, Lignin sowie biogene Rest- und Abfallstoffe infrage. „Biobasiert“ beschreibt die Rohstoffherkunft und macht für sich allein keine Aussage über biologische Abbaubarkeit, Recyclingfähigkeit oder Umweltwirkung. Im CREATE-Kontext werden die Kategorien etablierter Biokunststoff, neuartiger Biokunststoff und Drop-in-Biokunststoff verwendet. Diese Einteilung ist eine praxisbezogene Systematik und keine normative Klassifikation.
Der Begriff „Biopolymer“ wird nicht einheitlich verwendet. In der Kunststoffbranche dient er häufig als Sammelbegriff für biobasierte Polymere. In Biologie und Polymerwissenschaft kann er enger natürliche oder durch Organismen gebildete Makromoleküle wie Polysaccharide, Proteine und Nukleinsäuren bezeichnen. Um Missverständnisse zu vermeiden, wird „Biopolymer“ im CREATE-Kontext synonym zu „Biokunststoff“ verwendet; für in der Natur vorkommende oder biotechnologisch identisch hergestellte Polymere wird der Begriff Naturpolymer verwendet.
Naturpolymere sind Polymere, die in der Natur vorkommen, aus natürlichen Quellen gewonnen oder mit biotechnologischen Verfahren naturidentisch hergestellt werden. Dazu zählen beispielsweise Stärke, Cellulose, Lignin, Naturkautschuk, Proteine und Polyhydroxyalkanoate (PHA). Ihre biologische Abbaubarkeit hängt unter anderem von der weiteren Verarbeitung ab und darf daher nicht pauschal vorausgesetzt werden. Für die thermoplastische Verarbeitung werden Naturpolymere häufig chemisch modifiziert.
Als „Old Economy“ beziehungsweise etablierte Biokunststoffe werden biobasierte Werkstoffe bezeichnet, die bereits vor dem breiten Aufkommen petrochemischer Kunststoffe industriell genutzt wurden. Dazu zählen beispielsweise Kautschuk, Celluloseacetat, Cellophan, Celluloid, Viskose und Linoleum
Als „New Economy“ beziehungsweise neuartige Biokunststoffe werden im CREATE-Kontext jüngere biobasierte Kunststofftypen zusammengefasst, die sich in ihrer chemischen Struktur oder Herstellung von etablierten petrochemischen Massenkunststoffen unterscheiden. Beispiele sind die ganz oder teilweise aus biobasierten Monomeren bestehenden Polymere PLA, PEF, PHA, PBS, PTT und PBAT. Viele dieser Kunststoffe können jedoch auch ohne biobasierten Anteil petrochemisch hergestellt werden.
Drop-in-Biokunststoffe sind biobasierte Kunststoffe, die chemisch und technisch ihren fossilbasierten Pendants entsprechen. Sie können diese in bestehenden Anwendungen und Verarbeitungsprozessen ersetzen und gemeinsam mit ihnen recycelt werden. Beispiele sind bioPE bio PET, bioPP, bioPA, bioABS oder bioPVC. Der biobasierte Anteil kann dabei sowohl physisch nachweisbar oder über ein zertifiziertes Massenbilanzverfahren zugeordnet sein.
Bei bioattribuierten beziehungsweise massenbilanzierten Kunststoffen werden zertifizierte biobasierte und konventionelle Rohstoffe in einer gemeinsamen Wertschöpfungskette geführt. Die eingesetzten Mengen und Nachhaltigkeitseigenschaften werden innerhalb festgelegter Systemgrenzen bilanziell erfasst und können über Zertifikate einem entsprechenden Anteil der Produkte zugeschrieben werden. Die Massenbilanz ist dabei eines der geläufigsten von mehreren Chain-of-Custody-Modellen.
„Biozirkulär“ bezeichnet Rohstoffe und Produkte aus biogenen Rest- und Abfallstoffen, etwa Altspeiseölen oder Rückständen aus der Forst- und Landwirtschaft. Die Eigenschaft „biozirkulär“ kann dabei auch über die Attribution von Zertifikaten nach dem Massenbilanzverfahren erfolgen und muss nicht im Endprodukt nachweisbar sein. Der Begriff bezieht sich nur auf die Herkunft des Rohstoffs und bedeutet nicht automatisch, dass das fertige Produkt kreislauffähig ist.
Biowerkstoffe ist ein Oberbegriff, der neben biobasierten Kunststoffen auch naturfaserverstärkte und biogefüllte Kunststoffe umfasst. Häufigste Füllstoffe dabei sind Holzmehl oder -fasern, aber auch Hanf, Gras und viele weitere Materialien eignen sich als Füllstoff. Die Polymermatrix kann dabei sowohl biobasiert als auch fossilbasiert sein, namensgebend ist lediglich der Füllstoff. Von einem bio- beziehungsweise naturfaserverstärkten Kunststoff wird gesprochen, wenn eingebrachte Naturfasern gezielt mechanisch verstärkende Funktionen übernehmen. Die Definition von Biocomposites bzw. Bioverbundwerkstoffen schließt auch duroplastische Werkstoffe, wie Polyurethanharze mit Gewebe- oder Endlosfaserverstärkung, mit ein.
Unter einem biologisch abbaubaren Kunststoff wird ein Kunststoff verstanden, dessen chemische Struktur durch Mikroorganismen und deren Enzyme abgebaut werden kann. Der biologische Abbau führt unter geeigneten Bedingungen zur Umwandlung in CO₂, Wasser, Biomasse und gegebenenfalls Mineralsalze. Ob und wie schnell dieser Abbau erfolgt, hängt maßgeblich von den jeweiligen Umgebungsbedingungen ab. Die Eigenschaft „biologisch abbaubar“ allein trifft daher keine Aussage über Zeitraum oder Ort des Abbaus. Diese Rahmenbedingungen werden erst durch Angaben wie Kompostierbarkeit oder biologisch abbaubar in der Umwelt näher eingegrenzt.
Kompostierbarkeit bezeichnet die Fähigkeit eines Produkts, unter definierten biologisch aktiven Bedingungen innerhalb eines festgelegten Zeitraums biologisch abgebaut zu werden, zu desintegrieren und dabei keine schädlichen Auswirkungen auf die Qualität des Komposts zu verursachen. Je nach Kompostierbedingungen wird zwischen Heimkompostierbarkeit und industrieller Kompostierbarkeit unterschieden.
Industrielle Kompostierbarkeit bezieht sich auf den biologischen Abbau unter kontrollierten Bedingungen industrieller Kompostwerke, typischerweise bei Temperaturen von etwa 55 bis 60 °C. Für Verpackungen legt DIN EN 13432 unter anderem fest, dass innerhalb von höchstens sechs Monaten mindestens 90 % biologisch abgebaut werden und nach zwölf Wochen höchstens 10 % der ursprünglichen Trockenmasse als Rückstand größer als 2 mm verbleiben dürfen. Zusätzlich werden die Kompostqualität und Ökotoxizität geprüft. Konforme Materialien und Produkte können entsprechend zertifiziert und gekennzeichnet werden. Die praktische Verwertbarkeit kann dennoch eingeschränkt sein, weil die Verweilzeiten vieler Anlagen deutlich kürzer sind und regional unterschiedliche Annahmeregeln gelten.
Bei der Heimkompostierung sind die Temperaturen deutlich niedriger und weniger konstant als in industriellen Kompostierungsanlagen. Deshalb wird die Heimkompostierbarkeit unter entsprechend angepassten Bedingungen geprüft.
In natürlichen Umgebungen unterscheiden sich die Bedingungen für den biologischen Abbau deutlich von denen im Kompost. Boden, Süßwasser und Meer weisen jeweils andere Temperaturen, Feuchteverhältnisse und mikrobielle Aktivität auf, weshalb Abbaugeschwindigkeit und Abbaugrad stark variieren. Eine Aussage zur biologischen Abbaubarkeit muss deshalb immer die jeweilige Umgebung und das zugrunde liegende Prüfverfahren benennen. Für einzelne Anwendungen bestehen eigene Prüfstandards und Zertifizierungssysteme, beispielsweise für im Boden biologisch abbaubare Mulchfolien die DIN EN 17033
Bioökonomie bezeichnet die wissensbasierte Erzeugung, Erschließung und Nutzung biologischer Ressourcen, Prozesse und Systeme, um Produkte, Verfahren und Dienstleistungen in verschiedenen Wirtschaftssektoren bereitzustellen. Ziel ist eine nachhaltige, biobasierte und an natürlichen Stoffkreisläufen orientierte Wirtschaftsweise.
Nachhaltige Entwicklung erfüllt die Bedürfnisse der Gegenwart, ohne die Möglichkeiten künftiger Generationen zu gefährden, ihre eigenen Bedürfnisse zu erfüllen. Sie verbindet ökologische, soziale und wirtschaftliche Belange.
Die Kaskadennutzung erneuerbarer Rohstoffe ist ein Leitmotiv der Bioökonomie. Biomasse wird dabei ein- oder mehrfach stofflich genutzt, beispielsweise durch Wiederverwendung oder Recycling, und erst anschließend energetisch verwertet. Dadurch soll der Rohstoff möglichst lange und effizient genutzt und eine höhere Wertschöpfung erreicht werden.
Die zirkuläre Bioökonomie führt Kreislaufwirtschaft und Bioökonomie zusammen. Biologische Ressourcen sollen effizient und möglichst werterhaltend genutzt, Reststoffströme wiederverwendet oder recycelt und der verbleibende Ressourcenbedarf möglichst aus erneuerbaren biologischen Quellen statt aus fossilen Quellen gedeckt werden (siehe auch Defossilisierung).
Ein Kohlenstoffspeicher ist ein natürliches oder technisches System, in dem Kohlenstoff gebunden und für einen bestimmten Zeitraum gespeichert wird. Dazu zählen beispielsweise Böden, Wälder, Moore und auch langlebige Produkte. Biobasierte Kunststoffprodukte speichern den in ihnen enthaltenen biogenen Kohlenstoff während ihrer Nutzungsdauer. Inwieweit daraus ein Klimavorteil entsteht, hängt jedoch vom gesamten Lebenszyklus ab.
Eine Kohlenstoffsenke ist ein Prozess, eine Aktivität, ein Mechanismus oder ein Reservoir, das der Atmosphäre netto Kohlenstoff entzieht. Der Begriff beschreibt damit eine Nettoaufnahme über einen betrachteten Zeitraum und nicht automatisch eine dauerhafte Speicherung. Wälder, Moore und Böden können natürliche Kohlenstoffsenken sein; technische Senken können beispielsweise durch die dauerhafte geologische Speicherung von zuvor aus der Atmosphäre entnommenem CO₂ entstehen.
Defossilisierung beschreibt die Umstellung einer Wirtschaftsweise mit dem Ziel, fossile Rohstoffe sowohl als Energiequelle als auch als Kohlenstoffquelle durch erneuerbare Alternativen zu ersetzen. Für die Chemie- und Kunststoffindustrie bedeutet dies insbesondere, fossilen Kohlenstoff durch Kohlenstoff aus Recycling, Biomasse und zukünftig CO2 zu ersetzen.
Dekarbonisierung umfasst Maßnahmen zur Verringerung von Treibhausgasemissionen, insbesondere durch eine CO₂-arme Energieversorgung sowie der Vermeidung von CO2-Emissionen am Lebensende von Produkten. Kohlenstoff als elementarer Bestandteil von Kunststoffen kann dabei nicht reduziert werden, sondern muss im Rahmen der Defossilisierung auf erneuerbare Quellen umgestellt werden.
Nachwachsende Rohstoffe sind land- und forstwirtschaftlich erzeugte organische Rohstoffe pflanzlichen, tierischen oder mikrobiellen Ursprungs, die nicht als Nahrungs- oder Futtermittel, sondern stofflich zur Herstellung biobasierter Produkte oder energetisch zur Erzeugung von Wärme, Strom und Kraftstoffen genutzt werden.
Unter erneuerbarem Kohlenstoff wird Kohlenstoff verstanden, dessen Nutzung die zusätzliche Entnahme fossilen Kohlenstoffs aus geologischen Lagerstätten vermeidet oder ersetzt. Er kann aus Biomasse, durch die Nutzung von Kohlendioxid (CO₂) oder aus dem Recycling kohlenstoffhaltiger Materialien stammen. Ziel des Konzepts ist es, fossilen Kohlenstoff schrittweise durch erneuerbare Kohlenstoffquellen zu ersetzen.
Unter biobasiertem beziehungsweise biogenem Kohlenstoff wird Kohlenstoff verstanden, der aus Biomasse stammt, beispielsweise aus Pflanzen, Algen oder anderen biogenen Rohstoffen. Der biobasierte Kohlenstoffgehalt beschreibt den Anteil des Kohlenstoffs in einem Produkt, der aus Biomasse stammt. Er kann mittels Radiokarbonmethode bestimmt und als Anteil der Probenmasse oder des gesamten Kohlenstoffgehalts angegeben werden. Davon zu unterscheiden ist der gesamte biobasierte Gehalt eines Produkts, der auch biobasierte Bestandteile ohne Kohlenstoff berücksichtigen kann.
Kohlenhydrat- oder ölreiche Pflanzen wie Mais, Zuckerrohr oder Ölpflanzen, die auch als Nahrungs- oder Futtermittel verwendet werden können, gelten als Rohstoffe der ersten Generation. Die Kohlenstoffquelle für Biokunststoffe ist der direkt aus der Pflanze gewonnene Zucker, das Lipid oder die Stärke.
Rohstoffe der zweiten Generation sind nicht für die Lebensmittel- oder Futtermittelproduktion geeignet. Dazu zählen lignocellulosehaltige Rohstoffe und Neben- oder Abfallströme, beispielsweise Stroh, Holzreste, Bagasse oder pflanzliches Altöl.
Rohstoffe der dritten Generation bezeichnen Biomasse aus Algen. Aufgrund ihrer potenziell hohen Flächenerträge und anderer Kultivierungsbedingungen gegenüber Rohstoffen der ersten und zweiten Generation werden sie als eigene Kategorie geführt.
Chain of Custody (CoC), zu Deutsch „Produktkette“, beschreibt, wie biobasierte Rohstoffe und die zugehörigen Angaben entlang der Lieferkette nachverfolgt werden. Je nach Modell bleibt der biobasierte Rohstoff vom fossilen Rohstoff getrennt oder beide werden vermischt und die biobasierte Menge wird rechnerisch bestimmten Produkten zugeordnet. Zu den Modellen gehören unter anderem physische Segregation, Massenbilanz und Book and Claim.
Bei der physischen Segregation werden biobasierte Rohstoffe getrennt von fossilen Rohstoffen gelagert, transportiert und verarbeitet. Dadurch bleibt ihre Herkunft entlang der Lieferkette direkt nachvollziehbar.
Bei der Massenbilanz werden biobasierte und fossile Rohstoffe gemeinsam verarbeitet. Die eingesetzte biobasierte Menge wird dokumentiert und rechnerisch einem entsprechenden Anteil der hergestellten Produkte zugeordnet. Deshalb muss der biobasierte Anteil im einzelnen Produkt nicht direkt nachweisbar sein; insgesamt darf jedoch nicht mehr biobasierte Menge ausgewiesen werden, als tatsächlich in das System eingebracht wurde.
Bei Book and Claim werden ein Material oder eine Leistung mit bestimmten Eigenschaften und der zugehörige Nachweis getrennt voneinander gehandelt. Ein Unternehmen kann dadurch eine bestimmte Menge geltend machen, obwohl das entsprechende Material nicht durch seine Lieferkette fließt und nicht im gekennzeichneten Produkt enthalten sein muss. Die Zuordnung erfolgt rein bilanziell über Zertifikate oder Register, wie beispielsweise bei Herkunftsnachweisen für Ökostrom. In der für biobasierte Kunststoffe relevanten ISCC-PLUS-Zertifizierung ist Book and Claim nicht als Lieferkettenmodell zulässig.
Abfall ist ein Stoff, Stoffgemisch, Material oder Gegenstand, dessen sich die besitzende Person entledigt, entledigen möchte oder entledigen muss. Die Einordnung knüpft damit nicht allein an Materialeigenschaften, sondern auch an die Entledigungsabsicht oder eine entsprechende Pflicht an.
Design for Circularity integriert zirkuläre Prinzipien früh in die Produktentwicklung und betrachtet den gesamten Lebenszyklus. Im Zentrum stehen langlebige, modular aufgebaute und rückführbare Produkte sowie innovative Geschäftsmodelle mit dem Ziel, natürliche Ressourcen einzusparen und Materialien im Kreis zu führen.
Post-Industrial Material, auch Pre-Consumer Material, wird während eines Herstellungsprozesses vom Abfallstrom getrennt. Es wird in der Regel sortiert und separat gesammelt; seine Zusammensetzung ist daher bekannt und die Verarbeitung vergleichsweise einfach.
Post-Consumer-Rezyklat (PCR) bezeichnet ein Material, das zumindest teilweise aus Post-Consumer-Materialien hergestellt wird, beispielsweise aus Haushaltsverpackungsabfällen.
Rohstoffliches Recycling führt Kunststoffe in chemische Ausgangsbestandteile, Öl oder Gas zurück, die anschließend als Rohstoffe für neue Produkte genutzt werden können. Ziel ist es, Abfallmengen und den Verbrauch natürlicher Ressourcen zu verringern.
Chemisches oder rohstoffliches Recycling bezeichnet die Umwandlung von Kunststoffpolymeren in Monomere, chemische Grundbausteine oder Basischemikalien durch thermochemische beziehungsweise chemische Prozesse. Dazu zählen unter anderem Depolymerisation, Solvolyse, Pyrolyse und Vergasung.
Lösemittelbasiertes Recycling ermöglicht die Gewinnung recycelter Kunststoffe mit Eigenschaften von Neuware. Das Verfahren eignet sich für gemischte Materialien wie Verbundwerkstoffe und kontaminierte Post-Consumer-Abfälle, da Verunreinigungen und Zusatzstoffe aus dem Zielmaterial entfernt werden können.
Beim werkstofflichen beziehungsweise mechanischen Recycling werden Abfälle und Reststoffe zu neuen Produkten oder Rohstoffen aufbereitet. Ziel ist es, enthaltene Wertstoffe möglichst umfassend wiederzuverwenden und den Verbrauch natürlicher Ressourcen zu reduzieren.
Der Lebenszyklus umfasst die aufeinanderfolgenden und miteinander verknüpften Phasen eines Produktionsprozesses von der Rohstoffgewinnung oder Erzeugung natürlicher Ressourcen bis zur endgültigen Entsorgung.
Eine Ökobilanz beziehungsweise LCA erfasst und beurteilt die Input- und Outputflüsse sowie die potenziellen Umweltwirkungen eines Produktsystems über dessen gesamten Lebensweg. Damit stellt die Norm den Bezug zum abgegrenzten Produktsystem und seinem Lebenszyklus in den Vordergrund. Ergänzend werden auch die Bezeichnungen Lebenszyklusanalyse und Cradle-to-Grave-Analyse verwendet; soziale und wirtschaftliche Aspekte sind in einer klassischen LCA nicht vollständig enthalten.
