Teilprojekt 2.1: Produktbezogene ökologische Bewertung von Biokunststoffen

Das TP 2.1 beschäftigt sich mit der produktbezogenen Ökologie von Biokunststoffen. Ziel ist es, neue Handlungsempfehlungen für die ökologische Nachhaltigkeitsbewertung von Biokunststoffen auf Basis der bestehenden Methodiken im Kontext zu den konventionellen Kunststoffen zu entwickeln. Es erfolgt eine praktische Erprobung der entwickelten Strategien mit den kooperierenden Unternehmen aus der Industrie.

Folgende Projektpartner sind involviert in TP 2.1:

• IfBB – Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe, Hochschule Hannover (Leitung)
• iWF – Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik, TU Braunschweig
• Fraunhofer IBP – Abteilung Ganzheitliche Bilanzierung

Das TP 2.1 beschäftigt sich mit der ökologischen Bewertung von Biokunststoffen. Im Fokus steht die Weiterentwicklung der Bewertungsmethodik von Biokunststoffen im Vergleich zu konventionellen Kunststoffen. Die Basis für diese Weiterentwicklung bildet eine umfassende Ist-Analyse bereits existierender Ökobilanzen, Produktkategorieregeln und Guidelines für Biokunststoffe bzw. biobasierte Produkte hinsichtlich der verwendeten Methodiken und vorhandenen Kennwerte. Die praktische Erprobung, der „Proof-of-Concepts“, erfolgt mit kooperierenden Unternehmen entlang der Wertschöpfungskette ausgewählter Biokunststoffprodukte. Am Ende steht die Erstellung von Handlungsempfehlungen für ein standardisiertes Vorgehen bei der ökologischen Bewertung von Biokunststoffen und Biokunststoffprodukten. Zusätzlich werden in diesem TP unterschiedliche Kaskadennutzungskonzepte für Biokunststoffe aus ökologischer Sicht betrachtet. Die Arbeiten sind eng mit den TPs 2.2 und 6 verzahnt, damit die Rahmenbedingungen für alle Aspekte der Nachhaltigkeitsbewertung (Ökologie, Ökonomie, Soziales) kongruent gewählt werden können.

Teilprojekt 2.2: Energie- und Stoffströme in der Biokunststoffproduktion

Das TP 2.2 beschäftigt sich mit der ganzheitlichen Betrachtung der Energie- und Stoffströme in der Biokunststoffproduktion. Ziel ist es neue Handlungsempfehlungen für die nachhaltige Produktion von Biokunststoffen auf Basis der bestehenden Methodiken im Kontext zu den konventionellen Kunststoffen zu entwickeln. Der Praxisbezug wird durch die Erprobung mit kooperierenden Unternehmen an konkreten Produktbeispielen aus Biokunststoffen sichergestellt.

Das TP 2.2 Energie- und Ressourceneffizienz von Biokunststoffen in der Produktion zielt auf die Erfassung und geeignete Modellierung, sowie Simulation der relevanten Energie- und Emissionsströme unter Berücksichtigung verschiedener Materialzusammensetzungen der Biokunststoffen und deren Produktionsprozessketten.

Über die Entwicklung geeigneter Methoden und Werkzeuge und deren  Integration in die Produkt- und Prozessgestaltung können dann ökologisch und ökonomisch vorteilhafte Kombinationen unterschiedlicher Material- und Prozessparameter abgeleitet und bewertet werden.

Das TP 2.2 beinhaltet 5 aufeinander aufbauende Projektphasen:

• Messtechnische Erfassung und modellhafte Abbildung der Energie- und Stoffströme der Biokunststoff-Prozesskette (Vergleich von innovativen Biokunststoffprodukten und ihrer Prozesskette mit herkömmlichen Kunststoffspritzgussprozessketten).
• Entwicklung eines Simulationsmodells zur Vorhersage von Produktionsperformance und dynamischen Energie- und Stoffströmen in der Biokunststoffproduktion in Abhängigkeit von Materialzusammensetzung und Prozessparametervariationen.
• Bewertung der resultierenden Energie und Ressourceneffizienz nach Adaption der Technologieinnovationen.
• Entwicklung einer Nutzerschnittstelle und Ergebnisvisualisierung der energieorientierten Biokunststoffmaterialflusssimulation für Nicht-Experten zur kurzfristigen Evaluation des materialflussbezogenen und ökologischen Effekts von Prozessparametervariationen.
• Ableitung von Handlungsempfehlungen für eine ressourceneffiziente Implementierung der technologischen Entwicklungsergebnisse in reale Produktionsumgebungen

Eine enge Zusammenarbeit und Verzahnung erfolgt mit dem TP 2.1 und TP 6, damit die Rahmenbedingungen für alle Aspekte der Nachhaltigkeitsbewertung (Ökologie, Ökonomie, Soziales) kongruent gewählt werden können.

Des Weiteren sind folgende Projektpartner in TP 2.2 involviert:

iWF – Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik, TU Braunschweig (Leitung)
IfBB – Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe, Hochschule Hannover
Fraunhofer Institut für Bauphysik – Ganzheitliche Bilanzierung