NET-Kunststoffe als CO2-Senker und -Speicher

Leader

Torsten Becker

Team members

Christoph Hiemer

To which topic does your idea refer?

Material Innovation

Describe your idea! How does it work to reduce / replace plastic? How will you involve others?

Wir kombinieren biobasierte und fossile Kunststoffe mit unseren Biokohlenstoffen zu „carbonauten OCM (Organic Carbon Materials)“.

Diese Materialien sind wahlweise biologisch abbaubar oder dauerhaft stabil.
Sie sind leichter, beständiger gegen äußere Einflüsse und benötigen kein Carbon Black.

Unsere Biokohlenstoffe sind anerkannte NET (Negative Emission Technology): Eine Tonne Biokohlenstoff speichert dauerhaft das Äquivalent von bis zu 3,6 Tonnen CO2. Beispielsweise sinkt bei einem Anteil von nur 30 % Biokohlenstoff das GWP 20 von Polypropylen von +2,64 kg CO2/kg auf -0,47 kg CO2/kg.
Diese Materialstreckung reduziert die Mengen biobasierter und fossiler Kunststoffe und erzeugt gleichzeitig CO2-Senken und -Speicher. Da unsere Biokohlenstoffe billig sind, sinken auch die Preise, insbesondere bei den teuren und kaum verfügbaren Biokunststoffen. Je nach Biomassereste liegen die Preise bei 50 – 500 € je Tonne. Zudem entstehen Erlöse aus dem Verkauf der überschüssigen Energie (s. u.), dem Bioöl und den CO2-Zertifikaten. Das macht carbonauten OCM und das Geschäftsmodell wirtschaftlich äußerst attraktiv.

Es gibt zwei Varianten von carbonauten OCM. Biologisch abbaubar ist sinnvoll für Dinge wie Kaffeekapseln, Einweggeschirr, Trinkalme, Coffee-To-Go-Becher, Lebensmittelschalen, Pflanztöpfe, Folien etc. Die Biokohlenstoff wird im Abbauprozess nicht verstoffwechselt und gelangt so in die Umwelt, wo er im Boden die Grundlage für den „Superdünger Terra Preta“ (Prof. Harald Lesch) bildet. Auch in Gewässern sind Biokohlenstoffe förderlich für die biologischen Lebensräume. Beispielsweise haben wir einen Pflanztopf aus Biokohlenstoff und Proteinen entwickelt, der mit der Pflanze eingepflanzt wird. Das Protein wird verstoffwechselt und liefern der Pflanze Stickstoff, während der Biokohlenstoff das Refugium für nützliche Mikroorganismen und Pilze bildet und darüber hinaus noch Wasser bindet das (ca. 3,5fache des eigenen Volumens).

Dauerhaft beständiges OCM ist recycelbar oder erweist sich als echte C-to-C-Lösung. Wir können diese Kunststoffe in unseren Analgen rekarbonisieren. Dabei werden die Kunststoffanteile in Kohlenstoff gewandelt und gelangen dann wieder als Zumischung in neues OCM. Beides reduziert die Mikro- und Nanoplastifizierung signifikant.

In der Konsequenz bedeutet dies Disruption: Je mehr carbonauten OCM hergestellt wird, desto besser ist das für die Umwelt.

carbonauten OCM kann auch in Bereichen wie Architektur, Bauwesen und Leichtbau eingesetzt werden, insbesondere eine Kombination mit Kunst- oder Naturfasern und anderen Additiven.

Hergestellt und verarbeitet wird carbonauten OCM auf herkömmlichen Produktionsanlagen zu Granulat für Spritzguss, Guss, Extrusion, Expansion (Schaum), Harzsystemen etc.

Die Biokohlenstoffe produzieren wir ab 2021 weltweit in dezentralen Standorten aus den holzigen Resten der Forst- und Landwirtschaft, Lebensmittel- und Holzindustrie. Die geeigneten Biomasseresten sind weltweit und unbegrenzt zur Verfügung.
Da wir bei der Herstellung der Biokohlenstoffe ausschließlich die in den Biomassen enthaltene Energie (Energiebilanz: 60 % Biokohlenstoffe, 30 % Pyrolysegas (vglb. mit schwachem Erdgas), 5 % Pyrolyseöl (daraus können auch Polymere erzeugt werden), 5 % Abwärmeverlust) nutzen, ist keine externe Energie erforderlich, im Gegenteil, wir erzeugen einen großen Überschuss an grundlastfähiger, erneuerbarer Energie (Temperatur 850°C sowie Strom über Gas-/ORC-Turbinen mit 45 % Effizienz). Dadurch kann die Produktion in bestehende Infrastruktur integriert werden oder auch mitten im Niemandsland erfolgen.

carbonauten OCM ist als Patent und PCT angemeldet.

Dritte beziehen wir ein
– F & E mit Hochschulen und Universitäten (erfolgt bereits)
– Unternehmen, die carbonauten OCM als wichtigen Pfeiler der CCS-Strategie sehen
– Lokale Beteiligungen an Standorten von Dritten wie Unternehmen, Energieversorger, Bürger, Genossenschaften etc.
– Mitarbeiterbeteiligungen

Think bigger - What can you add to your idea to make it 1 million times more effective?

Die Wirksamkeit hängt ausschließlich von der produzierten Menge ab: Die Biomassen sind weltweit kostengünstig verfügbar, da große Mengen davon derzeit noch vergraben oder verbrannt werden. Es braucht hunderte weltweite Standorte. Die Rücknahmesysteme für die optionale Rekarbonisierung sind in bestehende Logistikketten implementierbar.

Effectiveness: How much plastic can be saved with your idea?

Wir gehen je nach Anwendung und Anforderung von 20 - 80 % ersetzbarem Kunststoff je Produkt aus.

Reach: How many people can be reached with this idea?

Die Anwendungen und Felder für OCM betreffen alle Menschen im Alltag (B-to-C) und Beruf (B-toB).

Implementation: What does it take to realize your idea or make it even more successful?

Kapital für F & E und die Realisierung von Standorten. Kunden gibt es bereits heute. Weitere kommen sofort hinzu, sobald die industrielle Produktion beginnt.

Sustainability - How sustainable is your idea? What are the benefits for the environment?

- Signifikante Mengenreduzierung der erdöl- und biobasierten Kunststoffe - Wahlweise biologische Abbaubarkeit zu dauerhaftem Bodenhilfsstoff - Senkung und dauerhafte Speicherung von CO2 - Reduzierung weiterer Klimagase wie CO2, Methan und Lachgas durch die Vermeidung von Verrottungsprozessen der geeigneten Biomassereste - CO2-neutrale Produktion mit Energieüberschuss - Vermeidung von Mikroplastifizierung (Abbaubarkeit, Recycling, Rekarbonisierung) - Beteiligung Dritter