Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS
Eine industrielle, kreislauforientierte Bioökonomie, die den Strukturwandel in Mitteldeutschland beschleunigt und neue Wertschöpfung ermöglicht, schaffen Partner aus der Region im Projekt »RUBIO2value«. Basis sind biobasierte Kunststoffe, die aus regionalen Reststoffen gewonnen und in den Bereichen Textil, Mehrwegverpackungen und Geotextilien eingesetzt werden. Das Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS in Halle (Saale) koordiniert das Projekt, in dem auch ganzheitliche Nachhaltigkeitsbewertungen und die Skalierung von Prozessen im Fokus stehen.
Biokunststoffe aus erneuerbaren Quellen ermöglichen den Verzicht auf fossile Ressourcen und reduzieren somit Treibhausgasemissionen. Besonders wirksam ist ihr Effekt für Klima und Umwelt, wenn regional verfügbare Rohstoffe zum Einsatz kommen, die Kunststoffprodukte möglichst lange Nutzungszeiten haben und in eine Kreislaufwirtschaft eingebunden sind.
Im Strukturwandelprojekt RUBIO haben mehrere Partner aus Mitteldeutschland gezeigt, dass die Region alle Voraussetzungen für den Aufbau eines industriellen Wertschöpfungsnetzes für Biokunststoffe mitbringt. Als besonders aussichtsreiches Ausgangsmaterial erwies sich dabei Polybutylensuccinat (PBS), ein regional verfügbarer Reststoff, der sich etwa aus Bioabfall, landwirtschaftlichen Nebenprodukten oder Grünschnitt gewinnen lässt. Das Nachfolgeprojekt RUBIO2value will diese Ergebnisse wirtschaftlich verwerten.
Das Konsortium deckt die gesamte Wertschöpfungskette für biobasierte PBS-Kunststoffe vom Rohstoff bis zum fertigen Produkt in Mitteldeutschland ab und will diese skalieren. Als Projektergebnis sollen Beispielanwendungen im industriellen Pilotmaßstab umgesetzt sein. Dazu gehören Textilien, Spritzguss-Mehrwegverpackungen und Geo-Vliese, die etwa in der Bauwirtschaft zur Drainage unter Straßen, zur Böschungsstabilisierung oder als Schutzschichten in Deponien sowie in der Landwirtschaft (Erosionsschutz) eingesetzt werden. Dazu werden erhebliche Fortschritte sowohl im Verständnis der eingesetzten Materialien als auch im Hinblick auf die Verarbeitungsprozesse angestrebt.
Die entstehenden Demonstratoren werden einer Umwelt-, Kosten- und Sozial-Lebenszyklusbetrachtung (HILCSA) unterzogen. Diese ganzheitliche Sicht unterstützt eine robuste Entscheidungsgrundlage für Design-for-Recycling und Kreislaufstrategien bereits bei der Auswahl von Rohstoffen, Prozessen und Produkten, was auch vor dem Hintergrund aktueller EU-Richtlinien zu Verpackungen und Abfällen immer wichtiger für Unternehmen wird. Zudem wird eine Risikobewertung in Bezug auf regionale/global verfügbare Rohstoffe für PBS erstellt, um transparente, rückverfolgbare Entscheidungen für eine stabile regionale Versorgungskette möglich zu machen.
»RUBIO2value ermöglicht es, Biokunststoffe aus regionalen Reststoffen in großem Maßstab wirtschaftlich nutzbar zu machen und direkt in industrielle Wertschöpfungsketten zu integrieren«, sagt Dr.-Ing. Patrick Hirsch, der das Projekt am Fraunhofer IMWS leitet. Die Kombination der Kompetenzen aus Materialforschung, Prozesstechnik, Ökobilanzierung und Markttransformation sowie der Blick auf eine komplette regionale PBS-Wertschöpfungskette seien Alleinstellungsmerkmale des Vorhabens.
Das Fraunhofer IMWS fokussiert sich neben der Koordination des Verbundprojekts vor allem auf Aktivitäten in der Materialentwicklung und Prozessführung: Hier stehen die Entwicklung von PBS-Werkstoffen, die Analyse ihrer Eigenschaften und die darauf aufbauende Optimierung der Verarbeitungsprozesse für eine robuste industrielle Anwendung im Mittelpunkt. Ebenso kombinieren die Fachleute in Halle (Saale) die ganzheitliche Lebenszyklusanalyse (LCA), Lebenszykluskostenanalyse (LCC) und soziale LCA (sLCA), um Umweltaspekte mit wirtschaftlicher Tragfähigkeit und sozialen Auswirkungen zu verknüpfen, was eine wichtige Grundlage für cradle-to-cradle-Optionen für die Textil- und Verpackungsanwendungen bildet.
»Als Fraunhofer IMWS bündeln wir Materialentwicklung, Verarbeitung und Nachhaltigkeit zu einer ganzheitlichen Scale-Up-Strategie – vom Labor bis zur industriellen Produktion – und legen so die Grundlage für eine wettbewerbsfähige Bioökonomie in Mitteldeutschland«, sagt Hirsch.
Das Konsortium vereint Fraunhofer IMWS, Exipnos, STFI, Technitex, SAXA, Global Solutions, POLYKUM sowie assoziierte Partner. Die Lösungen sollen dabei vom Technology Readiness Level (TRL) 6 auf TRL 8 weiterentwickelt werden. Um die schnelle Marktadaption in den Bereichen Recycling, Textilherstellung, Geotextilien und Verpackungen zu unterstützen, werden insbesondere praktikable Lösungen für kleine und mittelständische Unternehmen wie Drop-In-Anwendungen adressiert. Langfristig sollen Standorte in Mitteldeutschland für industrielle PBS-Produktion identifiziert und die kaskadierte Nutzung von Stoff- und Energieflüssen vorbereitet werden, was auch dazu beitragen kann, neue Produkt- und Anwendungsfelder für Bio-Kunststoffe zu schaffen. Die Region erhält so eine nachhaltige, autarke Kunststoffindustrie mit geringerer Abhängigkeit von globalen Rohstoffmärkten.
(6. Februar 2026)