PET-Alternative mit niedrigem CO2-Fußabdruck

Nova Institut PEF Studie
Flaschen aus PEF sorgen für weniger Treibhausgasemissionen. (Bild: Shutterstock/ITTIGallery)

3. November 2022

Das niederländische Unternehmen Avantium hat eine Technologie entwickelt, die pflanzliche Zucker in ein vollständig recycelbares Polymer, sogenanntes PEF, umwandelt. Das nova-Institut hat nun eine Lebenszyklusanalyse der PEF-Anwendungen von Avantium durchgeführt. Das Ergebnis: Das neue biobasierte Polymer hat einen niedrigen CO2-Fußabdruck.

Bei der Verwendung von erneuerbarem Kohlenstoff in PEF (Polyethylenfuranoat) anstelle von fossilem Kohlenstoff in PET bei der Herstellung von 250- und 500-ml-Flaschen kommt es laut der Studie zu einer erheblichen Verringerung von Treibhausgasemissionen. Pflanzenbasierter Kohlenstoff hat einen netto-neutralen Einfluss auf die CO2-Konzentration in der Atmosphäre. Im Gegensatz dazu setzen Materialien und Polymere, die auf fossilem Kohlenstoff (z. B. Erdöl) basieren, zusätzliches CO2 in die Atmosphäre frei.

Der Hauptbaustein des neuen, biobasierten Polymers ist FDCA (2,5-Furandicarbonsäure), das aus Zuckern, z. B. aus Weizen, Mais und Zuckerrüben, gewonnen wird. Wenn die Technologie voll entwickelt ist, soll PEF auch aus Zellulose und damit aus land- und forstwirtschaftlichen Abfallströmen hergestellt werden. Das derzeitige Verfahren von Avantium basiert auf Stärke aus europäischem Weizen. Im Jahr 2024 soll die weltweit erste kommerzielle FDCA-Anlage in Betrieb gehen.

Laut nova-Institut verfügt PEF im Vergleich zu PET über verbesserte Barriereeigenschaften, ist mechanisch und chemisch recycelbar und kann auch im Rahmen des etablierten PET-Recyclings mitrecycelt werden. PEF hat eine um 12 °C höhere Hitzebeständigkeit als PET und eine höhere Festigkeit. Damit wird die Entwicklung von leichten Verpackungen aus PEF mit geringerem Ressourcenverbrauch möglich. Avantium hat das innovative, pflanzliche Verpackungsmaterial bereits im Pilotmaßstab eingesetzt und vor Kurzem mit dem Bau einer FDCA-Anlage mit einer Kapazität von 5.000 Tonnen pro Jahr im niederländischen Delfzijl begonnen.

Nova Institut Grafik PEF
(Grafik: nova-Institut)

PEF auch für Mehrschichtanwendungen

Das nova-Institut hat eine vollständige „cradle-to-grave“-Lebenszyklusanalyse (LCA) durchgeführt, die Bestandteil des europäischen PEFerence-Projekts ist. Sie bewertet 16 verschiedene Impact-Kategorien, die alle relevanten Lebenszyklusphasen abdecken. Die vergleichende Analyse zeigt, dass PEF-Flaschen im Vergleich zu PET-Referenzflaschen die Treibhausgasemissionen um rund ein Drittel reduzieren können. Das Biopolymer sorgt auch für einen um 45 Prozent geringeren Verbrauch an endlichen Ressourcen. Neben reinen PEF-Flaschen kann das Polymer auch zur Herstellung mehrschichtiger Verpackungen verwendet werden. Hier bietet PEF eine gute passive Barriere für O2 und CO2 und könnte potenziell dazu beitragen, den ökologischen Fußabdruck von Verpackungslösungen zu verringern, indem es die Haltbarkeit von Produkten verlängert, ein geringeres Verpackungsgewicht ermöglicht und die Recyclingfähigkeit verbessert.

In der LCA wurden auch 250-ml-Mehrschichtflaschen aus PET mit einem PEF-Anteil von zehn Prozent untersucht und mit PET/PA-Referenzflaschen verglichen. Diese hatten einen üblichen Anteil von sieben Prozent PA (Polyamid). Das Ergebnis: Der Ersatz der PA-Schicht durch PEF verringert die Treibhausgasemissionen um etwa 37 Prozent, was hauptsächlich auf die Recyclingfähigkeit des PET/PEF-Systems gegenüber der Nichtrecyclingfähigkeit des PA-haltigen Systems zurückzuführen ist.

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