Zuckerrohr-Bagasse ist ein faseriger Rückstand, der beim Auspressen der Zuckerrohrstängel in Unmengen anfällt und derzeit meist verbrannt wird. Doch in einer Bioökonomie kann Bagasse ein wertvoller Rohstoff für nachhaltige Materialien sein. Hier setzt ein gemeinsames Forschungsprojekt aus Queensland (Australien) und Deutschland an: Aus dem landwirtschaftlichen Reststoff Bagasse soll biobasiertes Polyurethan (Bio-PUR) entstehen – ein vielseitiger Schaumstoff etwa für Autositze, Polster oder Rucksäcke. Damit ließe sich das klimaschädliche Erdöl als Ressource für Polyurethan teilweise ersetzen. „Bislang gibt es wenig biobasierte Alternativen auf industriellem Maßstab“, erklärt der Forscher Sebastian Spierling.
Der Ingenieur an der Leibniz Universität Hannover vertritt die deutschen Partner im bilateralen Forschungsprojekt „Bio2Foam – Neuartige Bio-PUR-Weichschaumstoffe auf Basis von Zuckerrohr-Bagasse für die Automobil- und Outdoor-Sportindustrie“. Im Rahmen der BMFTR-Fördermaßnahme Bioökonomie International kooperieren dabei Wissenschaft und Industrie in Deutschland und Australien.
Australische und deutsche Experten
„Die Idee ist, gemeinsam eine Wertschöpfungskette zu entwickeln, auch für Deutschland und Europa“, erklärt Spierling. Er beschreibt wie die Partner Hand in Hand arbeiten und sich in ihrer Expertise ergänzen. Die Queensland University of Technology (QUT) bringt ihr Know-how für Verfahren ein, bei denen landwirtschaftliche Nebenprodukte zu wertvollen Rohstoffen werden. Das australische Unternehmen Licella erforscht die Umwandlung der Bagasse durch hydrothermale Verflüssigung in ein biobasiertes Öl. Unter hohem Druck und vergleichsweise moderaten Temperaturen entsteht ein Rohöl, das durch die Firma Lextra gemeinsam mit der QUT zu einem biobasierten Polyol modifiziert wird, mit dem sich erdölbasierte Polyole in der Polyurethan-Herstellung ersetzen lassen.
Das biobasierte Polyol wird an die deutschen Industriepartner geliefert. Diese sind der Outdoor-Ausrüster VAUDE, dessen Rucksäcke etwa mit Schaumstoff gepolstert sind, und die Grammer AG, einem Zulieferer für die Automobil-Industrie. Das Unternehmen ist spezialisiert auf die Fahrzeug-Innenausstattung, etwa Sitze und Kopfstützen für Pkw, Busse und Bahnen. „Grammer stellt die ersten Polyurethanschäume aus dem biobasierten Polyol im Technikumsmaßstab her und erprobt im Verlauf des Projekts das Up-scaling der Schaumstoff-Produktion auf einen semi-industriellen Maßstab“, sagt Spierling. Denn nur hohe Stückzahlen versprechen am Ende eine konkurrenzfähige Produktion.
Prototypen für nachhaltiges Polyurethan
An der Universität Hannover prüft das Forschungsteam die Materialeigenschaften des produzierten Schaumstoffs: „Wie sieht es mit der Langzeitstabilität bei 30 oder 60 Grad aus? Riecht er unangenehm nach Holz? Oder wie resistent ist er gegen Kompression?“, beschreibt Spierling. Niemand möchte schließlich ein Sitzkissen, das nach wenigen Wochen durchgesessen ist. Dabei müssen die unterschiedlichen Anforderungen der Industriepartner oder etwa ein Anforderungskatalog der Automobilindustrie berücksichtigt werden. „Ziel des Projektes ist es, Prototypen für nachhaltiges Polyurethan zu entwickeln.“
Der Fokus liegt auf der Nachhaltigkeit der gesamten Wertschöpfungskette. Diese zu beurteilen ist ein wesentlicher Teil der Forschungsarbeit von Spierling: „Lässt sich das Material recyceln und ermöglicht es eine Kreislaufwirtschaft? Es geht um ökologische Dimensionen, aber auch um sozio-ökonomische Aspekte,“ betont der Wissenschaftler. Dabei zeigen sich auch die großen Vorteile der Zusammenarbeit mit Queensland: „In Australien können wir sicher sein, dass kein Regenwald abgeholzt wird und es bietet riesige Mengen an Biomasse“. Das Biomasse-Potenzial in Europa sei dagegen wesentlich geringer.
Das Projekt zeigt, wie durch internationale Kooperation aus bislang ungenutzten landwirtschaftlichen Nebenprodukten hochwertige und nachhaltige Produkte entstehen können. Es leistet damit einen wichtigen Beitrag zur globalen Bioökonomie – einer Wirtschaftsweise, die nachwachsende Rohstoffe effizient nutzt, fossile Ressourcen vermeidet und internationale Zusammenarbeit stärkt. Gleichzeitig stärkt die deutsch-australische Zusammenarbeit die Innovationskraft beider Regionen und eröffnet neue Wege für eine nachhaltigere Industrie.
von Ulrike Roll, Projektträger Jülich
Mit der Fördermaßnahme „Bioökonomie International” sollen internationale Partnerschaften im Bereich Forschung, Entwicklung und Innovation auf- und ausgebaut werden. Dadurch wird Forschung zu den globalen Herausforderungen Klimawandel, Ernährungssicherung sowie Umwelt- und Ressourcenschutz stärker vernetzt. Gleichzeitig erschließen die Partnerschaften Innovationspotenziale und treiben biobasierte Lösungen voran. Dabei berücksichtigen die Projekte technologische Souveränität, ökonomische Wertschöpfung und die Schaffung von Arbeitsplätzen für gesellschaftlichen Wohlstand. Die Fördermaßnahme Bioökonomie International läuft seit 2013 mit jährlichen Ausschreibungen.
Das Projekt „Bio2Foam – Neuartige Bio-PUR-Weichschaumstoffe auf Basis von Zuckerrohr-Bagasse für die Automobil- und Outdoor-Sportindustrie: Eine nachhaltige deutsch-queensländische Bioökonomie-Lösung“ umfasst drei deutsche Partner und vier australische Partner. Die Leibniz Universität Hannover erhält im Zeitraum von Dezember 2023 bis Dezember 2026 eine Fördersumme von 363.000 Euro.
