Aus der Praxis: Produktbeispiele der Bioökonomie

Nachwachsende Rohstoffe sind Bestandteil vieler Alltagsprodukte. Biobasierte Verfahren und Inhaltstoffe werden zur Herstellung von Nahrungsmitteln, Werkstoffen und Konsumgütern genutzt. Auch in Branchen, die bislang kaum auf diese Materialien zurückgegriffen haben, gewinnt deren Einsatz an Bedeutung. Durch intensive Forschung und innovative Entwicklungen finden neue Produkte den Weg in die Praxis und unseren Alltag. So ist eine Vielzahl biobasierter Produkte bereits auf dem Markt erhältlich. In vielen Fällen stellen diese nicht nur einen Ersatz dar, sondern weisen einen nachhaltigen und innovativen Vorteil auf.


 
Iriswurzeln aus Bayern

Die blau blühenden Schwertlilien sind nicht nur schön anzusehen, sondern ihre Knollen enthalten auch wertvollste Duftstoffe für die Parfüm- und Nahrungsmittelindustrie. Diese entwickeln sich allerdings erst nach drei- bis vierjähriger Lagerzeit. Durch ein neuentwickeltes, grünes Verarbeitungsverfahren verkürzt ein An-Institut der Universität Regensburg diese Spanne auf vier Wochen und verdoppelt gleichzeitig die Menge an Duftstoffen. So wird nicht nur Zeit gewonnen, sondern auch ein erheblicher Mehrwert generiert und Lagerkapazitäten gespart. Die Iris wird nachhaltig in Bayern angebaut und verarbeitet. So entsteht eine neue Wertschöpfungskette von der Pflanze bis hin zum wohlriechenden, kostbaren Endprodukt. Außerdem wird so beispielhaft ein alternativer Weg einer modernen Landwirtschaft mit hoher Agrobiodiversität beschritten, ohne auf Subventionen angewiesen zu sein.

SKH I SKH II

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Isolierverpackungen aus Stroh

Landläufig gilt Stroh als landwirtschaftliches Nebenprodukt mit geringem wirtschaftlichem Wert. Ein gewisser Anteil verbleibt auf dem Feld und fördert dort die Bodenfruchtbarkeit. Darüber hinaus wird Stroh zum Beispiel als Einstreu für die Tierhaltung oder als Brennstoff genutzt. Weniger bekannt ist, dass sich Stroh auf Grund seines geringen Wärmeleitwerts - die Isolationsleistung von Stroh entspricht der von Styropor - hervorragend als Dämmstoff und Isolierverpackung eignet. Ein oberbayerisches Unternehmen nutzt diese Eigenschaften für die Herstellung einer vor Wärme- und Kälteeinflüssen schützenden Transportbox. Das als Isoliermaterial genutzte Stroh wirkt zudem feuchtigkeitsregulierend und ist geruchsneutral. Stoß- und druckempfindliche Ware schützt es vor Erschütterung. Mit diesen Eigenschaften eignen sich die speziell für den Lebensmittel-Versand angepassten Transportboxen sowohl für frische als auch gekühlte Lebensmittel sowie hitze- und stoßempfindliche Waren, zum Beispiel Fisch, Fleisch, Milcherzeugnisse, Backwaren und Gemüse. Nach Benutzung kann die Transportbox vom Nutzer umweltfreundlich in der Biotonne, im Kompost oder im Restmüll entsorgt werden.

Landpack II Web Landpack I Web

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Dämmstoff aus Jutetransportsäcken

Für den Transport aus den Anbauländern in Südamerika, Afrika und Asien werden Kakaobohnen üblicherweise in Jutesäcke abgefüllt. Angekommen beim Verarbeiter werden die Transportsäcke in aller Regel nach der einmaligen Nutzung entsorgt. Die Kooperation eines bayerischen Baustoffproduzenten mit einem Schokoladenhersteller ergab eine interessante Alternative: sie zerlegten die Kakaosäcke in ihre Faserteile und verarbeiteten sie zu Hochleistungsdämmstoffen. Diese zeichnen sich durch ihre Hygiene, Schimmelresistenz und hohe Isolierleistung aus. Die Jute ist auf Grund ihrer robusten Struktur sehr langlebig, ihre feuchtigkeitsregulierende Kapillarfunktion bleibt auch bei einer Verwendung als Dämmstoff erhalten. Das „Upcycling“ – also die Aufwertung – des Reststoffs, der aus den bereits vorhandenen Kakao- und Kaffeebohnensäcken gewonnen wird, leistet einen Beitrag zur Schonung der natürlichen Ressourcen. Nachhaltig angebaute Jute reduziert als einjährig wachsende Pflanze den Bedarf an alternativen langsam wachsenden Naturfasern (z.B. Holz) und bindet große Mengen Kohlenstoff.

Thermonatur I Thermonatur II

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Bioverbundwerkstoffe

Verbundwerkstoffe, also Werkstoffe, die aus mindestens zwei unterschiedlichen, miteinander verbundenen Materialien bestehen, gelten dann als Bioverbundwerkstoff, wenn mindestens eine der Komponenten aus nachwachsenden Rohstoffen besteht. Dies ist zum Beispiel bei Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffen (Wood-Plastic-Composites bzw. WPC) oder bei naturfaserverstärkten Kunststoffen (NFK) der Fall. Die Faserkomponenten der naturfaserverstärkten Kunststoffe bestehen unter anderem aus Hanf, Hopfen oder Flachs. Sie verringern nicht nur die Verwendung erdölbasierter Kunststoffe, sondern können auch die Materialeigenschaften verbessern, wie die Verbundwerkstoffe eines niederbayerischen Unternehmen zeigen. Diese Werkstoffsysteme bestehen zu 70% aus Naturfasern, verfügen über eine gute Formbarkeit, eine hohe Steifigkeit und Festigkeit, Feuchtebeständigkeit und können für unterschiedlichste Anwendungen mit speziell notwendigen Materialeigenschaften genutzt werden. Neben funktionalen Vorteilen reduziert die Nutzung nachwachsender Rohstoffe CO2-Emissionen in der Kunststoffproduktion und verbessert die ökologische Bilanz des Unternehmens. So liegen der Primärenergieverbrauch und der CO2-Ausstoß eines Bioverbundwerkstoff-Profils deutlich unter dem vergleichbarer Produkte aus Aluminium.

Hiendl I

 

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Spielzeug aus Bioverbundwerkstoff

Ein weiteres Beispiel für Bioverbundwerkstoffe sind unter anderem Bausteine. Im konkreten Fall besteht der genutzte Werkstoff zu 60% aus Holzspänen heimischer Fichten und Tannen sowie zu 40% aus recyceltem Kunststoff. Durch die Nutzung von Holzspänen als Nebenprodukt der Sägeindustrie leistet das Spielzeug einen Beitrag zur nachhaltigen und effizienten Nutzung natürlicher Ressourcen. Darüber hinaus sind die Bausteine recyclingfähig: sind sie beschädigt, können die Bausteine als Werkstoff für die Produktion neuer Steine wiederverwendet werden.
Die Wiederverwendung dieses hochwertigen Kunststoffs kann als Kaskadennutzung bezeichnet werden – ein Produkt wird nach seiner Nutzungsphase über mehrere Stufen zu anderen Produkten wiederverwertet. So entstehen neue nachhaltige Wertschöpfungsketten, beispielsweise das hier gezeigte Spielzeug mit robusten Eigenschaften.

Bioblo leine

Bioblo Zehenspitzen

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Zahnbürste aus Biokunststoff

Zahnbürsten – ein Alltagsgegenstand und Wegwerfprodukt, das jeder nutzt. Aus konventionellem Kunststoff hergestellt verbrauchen Produkt und Verpackung fossile Ressourcen. Dass das auch anders geht, zeigt eine Zahnbürste aus nachwachsenden Rohstoffen. Zu diesem Zweck werden unterschiedlichste biobasierte Werkstoffe genutzt: der Griff wird aus Polyethylen gefertigt, einem biobasierten Kunststoff, welcher robuste Eigenschaften aufweist. Die Borsten bestehen aus nachhaltigem Bio-Nylon, hergestellt aus pflanzlichen Rizinusöl. Der Kopf der Zahnbürste wird wiederum aus Cellulose hergestellt, welche aus zertifiziertem Holz gewonnen wird. Neben der Vermeidung fossiler Rohstoffe bietet die Zahnbürste zudem die Möglichkeit Abfall zu verringern. Der austauschbare Kopf macht den Griff der Zahnbürste wiederverwendbar und spart so 70% Abfall pro Wechsel der Zahnbürste. Der Verzicht auf Einwegverpackungen ermöglicht zudem die Einsparung weiterer Ressourcen.

tio Zahnbürste
                                                                             

tio Zahnbürste 2

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Die Blaue Süßlupine als alternative Proteinquelle

Die Erzeugung tierischer Proteine für die menschliche Ernährung, zum Beispiel Fleisch und Eier, erfordert ein Vielfaches der Fläche die für die Produktion der gleichen Menge pflanzlicher Proteine notwendig wäre. Daran zeigt sich, dass die zukünftige Ernährung der wachsenden Weltbevölkerung nicht mit dem Fleischkonsum vieler Industrieländer vereinbar sein wird. Pflanzliche Lebensmittel, die sich in Geschmack und Textur nicht von traditionellen tierischen Produkten unterscheiden, können eine Alternative darstellen. Zu den Rohstofflieferanten für diese Produkte zählt die proteinreiche und in Deutschland kultivierbare Blaue Süßlupine. Ihre stickstoffbindenden Wurzeln können sogar zu einer natürlichen Verbesserung der Böden in den Anbaugebieten führen.
Ein am Freisinger Fraunhofer IVV entwickeltes und mit dem Deutschen Zukunftspreis prämiertes Verfahren ermöglicht die Extraktion von Proteinen und Ballaststoffen aus der Blauen Süßlupine. Diese Inhaltsstoffe können für die Herstellung verschiedenster Lebensmittel genutzt werden: neben Milch, Käse, Speiseeis und Pudding ist auch die Produktion von Kuchen, Mayonnaise, Wurstwaren und Cremes möglich.

prolupin I

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Heimtextilien aus Pappelflaum

Pappelflaumist ein Material der heimischen Natur. Der Flaum, die feinen Faserhärchen aus den weichen Früchten der Pappel, ist eine pflanzliche Faser und kombiniert die positiven Eigenschaften von Daunen, Tierhaaren und Seide. Die feinen Samenfasern sind leicht, atmungsaktiv und bieten eine hohe Wärmeisolation. Zu Vlies kardiert bietet der Pappelflaum mit seinen Eigenschaften ein reines Naturmaterial für Heimtextilien. Als ungenutztes Zusatzprodukt von Pappelbeständen sowie auf Grund regionaler Ernte und Verarbeitung weist das Sammelprodukt eine gute Ökobilanz auf.
In einem Drei- bis Vier-Jahres-Rhythmus werden alle noch nicht komplett geöffneten Fruchtkapseln von den genutzten Bäumen geerntet. Gleichzeitig werden als Pflegemaßnahme trockene Äste der Pappel entfernt, um die Holzqualität zu verbessern. Die Nutzung des Flaums trägt somit auch zu einer höheren Wertschöpfung der Pappelbestände bei.

Pappillon Pappelfrüchte

Pappillon Decke

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Der Sachverständigenrat

Der Sachverständigenrat Bioökonomie Bayern wurde 2015 durch das Bayerische Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten einberufen. Als unabhängiges Beratungsgremium erarbeitet er Empfehlungen und gibt Impulse für die Entwicklung einer bayerischen Bioökonomiestrategie.

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Die Bioökonomie

Die Bioökonomie beschreibt die Transformation zu einer nachhaltigen, biobasierten Wirtschaftsweise. Sie basiert auf dem Wissen über biologische Prozesse und der Nutzung dieses Wissens für die Entwicklung von Technologien und innovativen Produkten.

Bioökonomie kennenlernen

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