Hoge verwachtingen van PEF, kansen voor PHA

IDTechEx voorspelt een exponentiële groei van de PEF-industrie, met een samengesteld jaarlijks groeipercentage (CAGR) van 88,7% tot 2036. Samen met PHA’s zou het bioplastic moeten groeien tot ongeveer twee miljoen ton per jaar in 2036.

Het gezamenlijke marktaandeel zal daarbij stijgen tot 13% van de totale wereldwijde bioplasticsproductie, aldus de marktonderzoeker in marktrapport Bioplastics 2026-2036: Technologie, Markt, Spelers en Voorspellingen.

PEF is een synthetisch bioplastic dat wordt geproduceerd door de polymerisatie van monoethyleenglycol (MEG) met 2,5-furaandicarbonzuur (FDCA). Biobased MEG, afkomstig van bio-ethanol, is gemakkelijk verkrijgbaar en wordt al gecommercialiseerd voor de productie van gedeeltelijk biobased PET.

Hoewel de productie van biobased FDCA zich nog in de pilotfase bevindt, kan het worden verkregen uit fructose met behulp van een combinatie van fermentatie- en metaalgekatalyseerde oxidatiestappen. Omdat de monomeren waaruit PEF is opgebouwd biobased zijn, biedt het een duurzamer alternatief voor PET.

Bijna commercieel verkrijgbaar

Met name biedt PEF verbeterde mechanische, thermische en gasbarrière-eigenschappen, waardoor PET-voedselverpakkingen en textielvezels kunnen worden vervangen door PEF-alternatieven. Hoewel PEF nog niet commercieel verkrijgbaar is, verwacht IDTechEx dat dit vanaf 2026 zal gebeuren, wanneer toonaangevende spelers in de PEF-sector hun productie van FDCA opschalen, partnerschappen aangaan en afnameovereenkomsten sluiten met merken.

De combinatie van duurzaamheid en prestatievoordelen die PEF biedt, heeft interesse gewekt in het disruptieve potentieel ervan, wat investeringen stimuleert die ervoor moeten zorgen dat de aanvankelijke groene meerprijs wordt gecompenseerd naarmate de productie wordt opgeschaald.

Kunnen PHA’s commercieel levensvatbaar worden?

In tegenstelling tot veel synthetische bioplastics zijn PHA’s van nature voorkomende biopolymeren die volledig in levende micro-organismen worden geproduceerd. Deze microben zetten een reeks hernieuwbare grondstoffen (waaronder suikers, vetzuren en methaanbiogas) om in PHA’s, die fungeren als een vorm van energieopslag en tot 80% van het celvolume kunnen uitmaken. Dit maakt de directe isolatie van PHA’s uit bioreactoren mogelijk met behulp van oplosmiddelextractie of enzymatische afbraakmethoden. De PHA-productie wordt echter beperkt door batchproductiemethoden die inconsistent en kostbaar kunnen zijn.

PHA kost nu nog 4-6 dollar per kilo, maar dit kan dalen naarmate de productie wordt opgeschaald en zowel de fermentatie- als de terugwinningsstappen van de PHA-productie worden geoptimaliseerd. Het bereiken van kostengelijkheid met PLA (2-3 dollar per kilo) is volgens IDTechEx cruciaal voor het succes van PHA’s, aangezien beide biologisch afbreekbare kunststoffen zijn die gericht zijn op toepassingen voor eenmalig gebruik, zoals verpakkingen, bekers en bestek.

Verbeterde biologische afbreekbaarheid is een belangrijk verkoopargument voor PHA’s, die spontaan afbreken in mariene omgevingen, in tegenstelling tot de industriële compostering die nodig is voor PLA. Bovendien maakt de biocompatibiliteit van PHA’s (als gevolg van hun microbiële oorsprong) commerciële toepassing in biomedische apparatuur mogelijk. Ten slotte profiteren PHA’s van hun aanpasbaarheid: monomeren van verschillende lengtes kunnen selectief worden ingebouwd met behulp van genetische modificatietechnieken, waardoor de structurele en materiaaleigenschappen van de uiteindelijke PHA kunnen worden gevarieerd.