Marktbericht zu Biokompositen: Größe, Marktanteil und Trendanalyse nach Fasertyp (Holzfaserverbundwerkstoffe, Nicht-Holzfaserverbundwerkstoffe), Polymertyp (Naturpolymer, Synthetikpolymer), Produkttyp (Grüne Biokomposite, Hybrid-Biokomposite), Endverbraucherbranche (Transport, Bauwesen, Konsumgüter, Elektrotechnik und Elektronik, Sonstige) und Regionsprognosen, 2025–2033

Markttreiber

Steigende Nachfrage nach umweltfreundlichen Materialien

In den letzten Jahren hat das Umweltbewusstsein deutlich zugenommen, und damit einhergehend ist der Bedarf an einer Reduzierung der Treibhausgasemissionen dringlicher denn je. Laut Statista stiegen die globalen Treibhausgasemissionen im Jahr 2022 um 1,7 Prozent und erreichten einen Rekordwert von 53,8 Milliarden Tonnen CO₂-Äquivalent (GtCO₂e). Seit 1990 haben die Treibhausgasemissionen weltweit um etwa 60 Prozent zugenommen. Hauptursache des Klimawandels und Quelle von rund 75 Prozent der Treibhausgasemissionen ist Kohlendioxid (CO₂). Daher wird mit einer steigenden Nachfrage nach Biokompositen aus nachwachsenden und biologisch abbaubaren Materialien gerechnet.

Biokomposite können dazu beitragen, die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern und Abfallerzeugung und Entsorgungsprobleme zu mindern. Biokomposite weisen im Vergleich zu herkömmlichen Materialien eine geringere CO₂-Bilanz und einen niedrigeren Energieverbrauch auf.VerbundwerkstoffeDadurch werden sie nachhaltiger und für viele Anwendungen attraktiver. Die Weiterentwicklung von Biokompositen entspricht dem wachsenden Interesse an nachhaltigen und umweltfreundlichen Materialien zur Bewältigung der Probleme des Klimawandels und der Ressourcenknappheit. Diese Faktoren treiben somit das Wachstum des globalen Biokompositmarktes an.

Marktbeschränkung

Relativ geringe Festigkeit im Vergleich zu Glasfasern

Eine wesentliche Herausforderung für den Markt für Biokomposite besteht in der vergleichsweise geringen Festigkeit und Steifigkeit von Naturfasern im Vergleich zu synthetischen Fasern wie Glas- und Kohlenstofffasern. Biokomposite weisen suboptimale mechanische Eigenschaften und eine geringe Haltbarkeit auf, da die Bindung zwischen Naturfasern und Matrix unzureichend ist.

Biokomposite können durch Feuchtigkeitsaufnahme, Pilzbefall und Hitzeeinwirkung beeinträchtigt werden – allesamt typische Schwächen von Naturfasern. Diese Faktoren können die Qualität und Stabilität der Biokomposite gefährden. Daher sind Biokomposite auf spezielle Hochleistungsanwendungen beschränkt, die außergewöhnliche Festigkeit und Steifigkeit erfordern.

Marktchance

Steigerung der Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten

Der Markt für Biokomposite hat aufgrund des Potenzials zur Verbesserung ihrer Eigenschaften und Leistungsfähigkeit einen deutlichen Anstieg der Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten erfahren. So präsentierte beispielsweise Zaheeruddin Mohammed, Absolvent des Fachbereichs Materialwissenschaft und Werkstofftechnik der Tuskegee University in Alabama, USA, im Jahr 2022 gemeinsam mit anderen Forschern Fortschritte bei nachhaltigen Techniken zur Verstärkung von Biokompositen. Die Forschung beschreibt konkret ein Verfahren zur Herstellung von Biokohle, einem hochwertigen Kohlenstoff aus organischen Quellen, der die Festigkeit von Polymeren in 3D-Druckanwendungen verbessern kann.

Darüber hinaus entwickelte und produzierte das Kooperationsprojekt SeaBioComp im Dezember 2022 erfolgreich innovative biobasierte Verbundwerkstoffe, die herkömmliche erdölbasierte Produkte in der Schifffahrtsindustrie ersetzen sollen. Diese aus Flachs-basierten thermoplastischen Biokompositen hergestellten Materialien wurden in verschiedenen Fertigungsprozessen erprobt, woraus mehrere speziell für den Einsatz im maritimen Bereich entwickelte Demonstrationsprodukte resultierten. Fortschritte in Forschung und Entwicklung werden somit Möglichkeiten zur Markterweiterung eröffnen.

Regionalanalyse

Der globale Markt für Biokomposite ist in vier Schlüsselregionen unterteilt: Nordamerika, Europa, Asien-Pazifik und LAMEA (Lateinamerika, Naher Osten und Afrika).

Wachstumsfaktoren des asiatisch-pazifischen Marktes

Der asiatisch-pazifische Raum ist der bedeutendste Marktteilnehmer im globalen Biokomposit-Markt und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich ein deutliches Wachstum verzeichnen. Die Region hat eine rasante Industrialisierung und Urbanisierung erlebt, was zu einer erheblichen Nachfrage nach Biokompositen aus verschiedenen Branchen geführt hat. Daher ist sie zum am schnellsten wachsenden Markt für Biokomposite geworden. Diese zunehmende Industrialisierung und Urbanisierung führt jedoch auch zu einem Anstieg schädlicher Treibhausgasemissionen.

Laut IEA überstiegen Chinas Kohlendioxidemissionen (CO₂) im Jahr 2021 11,9 Milliarden Tonnen und entsprachen damit 33 % der globalen Emissionen. Infolgedessen ist der Bedarf an erneuerbaren Ressourcen wie Biokompositen in dieser Region deutlich gestiegen. Die reichlich vorhandenen Naturfasern und die niedrigen Arbeitskosten verschaffen der Region zudem einen Wettbewerbsvorteil in der Biokompositindustrie. China, Indien und Japan sind aufgrund ihrer großen Bevölkerung und ihrer dynamischen Wirtschaft die führenden Nationen in der Region und tragen maßgeblich zur Nachfrage nach Biokompositen bei.

Darüber hinaus hat die Forschung und Entwicklung im Bereich von Biokompositen mit verbesserten Eigenschaften zugenommen. So entwickelten die Korea Carbon Industry Promotion Agency (KCARBON) und das Korea Institute of Science Technology (KIST) im November 2023 gemeinsam Biokomposite aus Lyocellfasern, Polymilchsäure (PLA) und Holz. Tests dieser Materialien ergaben eine Biegefestigkeit, einen Biegemodul und eine Schlagfestigkeit, die drei-, zwei- bzw. neunmal höher sind als bei Sperrholz. KCARBON kooperierte mit der Kongju National University in Gongju-si, Südkorea, um Möbel zu entwickeln, die auf der London Design Fair 2023 in London präsentiert wurden. KCARBON treibt die Entwicklung von Biokompositen voran und konzentriert sich dabei auf die Verbesserung ihrer Zusammensetzung, Verarbeitungstechniken und Anwendungsbereiche. Diese Faktoren dürften zur Expansion des regionalen Marktes beitragen.

Trends auf dem europäischen Markt für Biokomposite

Europa ist ein wichtiger Markt für Biokomposite, da Verbraucher und Unternehmen zunehmend Wert auf umweltfreundliche Materialien legen und diese bevorzugen. Die Region zeichnet sich durch eine hohe Dichte an Akteuren und Forschungseinrichtungen aus, die sich aktiv mit der Weiterentwicklung und Erforschung von Biokompositen befassen. Im Mai 2023 entwickelte das Deutsche Institut für Textil- und Faserforschung (DITF, Denkendorf) erfolgreich einen umweltfreundlichen Biokompositwerkstoff speziell für Stützprofile und Verbindungsknoten. Diese Komponenten können zukünftig in transportabler Architektur, Pavillons und Konstruktionen mit begrenzter Tragfähigkeit eingesetzt werden.

Im April 2023 schlossen Aimplas, das Kunststofftechnologiezentrum in Valencia, Spanien, und das niederländische Forschungszentrum TNO in Den Haag, Niederlande, das ELIOT-Projekt ab. Dieses Projekt umfasste eine eingehende Überprüfung bestehender Recyclingtechnologien für Verbundwerkstoffe und Biokomposite in der Luftfahrtindustrie.

Darüber hinaus umfasste das Projekt eine Bewertung der vielversprechendsten Alternativen im Pilotanlagenmaßstab unter Berücksichtigung der technischen und wirtschaftlichen Machbarkeit. Die Studie kam zu dem Schluss, dass die Solvolyse unter den zwölf untersuchten Technologien die effektivste Methode zum Recycling von sechs verschiedenen Biokompositmaterialien darstellt. Diese Faktoren tragen zum Marktwachstum in der Region bei.

Marktsegmentierung

Einblicke in Fasertypen

Das Segment der Holzfaserverbundwerkstoffe ist der bedeutendste Marktteilnehmer. Holzfaser-Biokomposite, auch holzfaserverstärkte Komposite genannt, werden durch Mischen von Holzfasern mit einer Polymermatrix hergestellt. Diese Komposite nutzen die Festigkeit und Steifigkeit der Holzfasern sowie die Anpassungsfähigkeit der Polymermatrix. Die Kombination der Komponenten ergibt einen Stoff mit verbesserten mechanischen Eigenschaften wie Festigkeit, Steifigkeit und Elastizität im Vergleich zu den einzelnen Bestandteilen.

Darüber hinaus stellen Holzfaser-Biokomposite einen nachhaltigen und vielseitigen Werkstoff dar, der das Potenzial besitzt, in zahlreichen Anwendungsbereichen anstelle oder zusätzlich zu herkömmlichen Verbundwerkstoffen eingesetzt zu werden. Holzfasern sind aufgrund ihrer weiten Verfügbarkeit, der geringen Kosten und der einfachen Verarbeitung der am häufigsten verwendete Fasertyp in Biokompositen. Holzfaser-Biokomposite werden vorwiegend im Bauwesen eingesetzt, beispielsweise für Terrassendielen, Zäune, Fassadenverkleidungen und ähnliche Anwendungen.

Einblicke in Polymertypen

Das Segment der natürlichen Polymere besitzt den größten Marktanteil. Aufgrund ihrer erneuerbaren und nachhaltigen Eigenschaften werden natürliche Polymere häufig in der Biokompositherstellung eingesetzt. Obwohl sie im Vergleich zu synthetischen Polymeren als ökologisch nachhaltiger gelten und sich auf natürliche Weise abbauen, weisen sie geringere mechanische Eigenschaften und Stabilität auf. Sie bestehen aus Polymeren biologischen Ursprungs, wie Stärke, Cellulose, Lignin und ähnlichen Substanzen. Diese natürlichen Polymere bilden in Kombination mit Verstärkungsfasern wie Cellulose, Hanf oder Flachsfasern starke mechanische Eigenschaften in leichten, umweltfreundlichen Biokompositen. Diese Materialien werden in verschiedenen Branchen, wie der Automobil-, Bau- und Verpackungsindustrie, als Ersatz für herkömmliche erdölbasierte Verbundwerkstoffe verwendet.

Einblicke in Produkttypen

Das Segment der grünen Biokomposite dominiert den Weltmarkt. Grüne Biokomposite bestehen aus Naturfasern und Polymeren, beispielsweise Holz-Stärke-Kompositen, Hanf-Zellulose-Kompositen und ähnlichen Materialien. Das Matrixmaterial grüner Biokomposite wird üblicherweise aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnen, etwa aus biobasierten oder biologisch abbaubaren Polymeren. Beispiele für biobasierte Harze sind:Polymilchsäure (PLA), Polyhydroxyalkanoate (PHA), Stärke-basierte Polymere und andere ähnliche Materialien.

Darüber hinaus entspricht die Entwicklung und Nutzung grüner Biokomposite dem steigenden Bedarf an nachhaltigen und umweltfreundlichen Materialien in vielen Branchen. Forscher und Industrie untersuchen ständig Methoden zur Verbesserung der Effizienz, Wirtschaftlichkeit und Skalierbarkeit dieser Stoffe. Grüne Biokomposite weisen im Vergleich zu Hybrid-Biokompositen eine höhere Umweltverträglichkeit und biologische Abbaubarkeit auf, haben jedoch eine geringere Festigkeit und Haltbarkeit.

Einblicke in die Endnutzerbranche

Der Transportsektor verzeichnet ein rasantes Wachstum beim Einsatz von Biokompositen, da diese das Fahrzeuggewicht reduzieren und die Kraftstoffeffizienz verbessern. Biokomposite werden zunehmend in verschiedenen Fahrzeugen wie Pkw, Bussen und Lkw eingesetzt. Sie dienen der Verbesserung des Komforts und der Ästhetik von Fahrzeuginnenräumen, beispielsweise von Türverkleidungen, Sitzbezügen, Armaturenbrettern und anderen Komponenten. Führende Akteure der Branche treiben die Weiterentwicklung von Biokompositen in der Automobilindustrie aktiv voran – eine Entwicklung, die das Wachstum dieses Segments voraussichtlich weiter beschleunigen wird.

• Faurecia, ein im Oktober 2022 gegründetes, in Nanterre, Frankreich, ansässiges und zur Forvia-Gruppe gehörendes, international tätiges Automobilzulieferunternehmen, konzentriert sich auf die Entwicklung von Technologien für sichere, umweltfreundliche, innovative und personalisierte Transportlösungen. Obwohl CW kürzlich über die Fortschritte des Unternehmens bei der Entwicklung von Wasserstoffspeichern aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) für leichte Nutzfahrzeuge berichtete, umfasst Faurecias Arbeit auch die Weiterentwicklung von Biokompositen und intelligenten Materialien für umweltfreundliche Fahrzeuginnenräume. Faurecia verfügt nach eigenen Angaben über jahrzehntelange Erfahrung in diesem Bereich.