Биопластик из конопли — возможности и вызовы

Промышленную коноплю можно перерабатывать в биопластик, как и многие другие растения. Может ли каннабис решить проблему пластика? Об преимуществах и недостатках биопластика, а также о будущем упаковки на основе конопли.

К настоящему времени многим должно быть ясно, что мы больше не можем позволить себе тратить пластик впустую. Ежегодно производится около 400 миллионов тонн пластика, и примерно 10 миллионов тонн ежегодно попадают в реки, озера и моря. Огромные мусорные пятна дрейфуют в океане, миллионы диких животных задыхаются от вечно прочных одноразовых предметов. Микропластик повсеместно распространен в окружающей среде — и в наших организмах. Ученые все чаще обнаруживают пластиковые частицы во всех наших органах.

Одновременно пластик, конечно же, популярен не без оснований. Он прочен, надежно сохраняет твердые, жидкие и газообразные вещества, практически ничего не весит и не требует значительных финансовых затрат от производителей в больших объемах. Пластиковые упаковки обеспечивают наше благополучие и продовольственную безопасность во многих странах. По данным Немецкого института по стандартизации (DIN), отсутствие упаковки и инфраструктуры в некоторых странах приводит к потерям до 30 процентов сельскохозяйственной продукции.

Поэтому должны быть альтернативы. Один из подходов к решению — более широкое использование биопластиков или биополимеров. Эти материалы имеют очень похожие свойства на пластик, но происходят из растительных источников, таких как кукуруза, картофель, кокос, дерево — или конопля. Идея заключается в том, чтобы углерод всех упаковочных материалов и продуктов поступал не из ископаемых источников, а из возобновляемых и, таким образом, устойчивых сырьевых материалов. Кроме того, после использования они не должны загрязнять окружающую среду. Растительные вещества возвращаются в естественный цикл, в то время как продукты, полученные из нефти, отравляют животных, почву и водоемы, а также выделяют накопленный под землей углекислый газ в окружающую среду.

Конопля как заменитель пластика

Промышленная конопля растет очень быстро и чрезвычайно универсальна в применении. Из её волокон изготавливается множество продуктов: канаты, текстиль, строительные материалы, бумага, продукты питания. Эта широта применения обусловлена высоким содержанием целлюлозы в конопле (65-70 процентов по сравнению с 40-50 процентами целлюлозы в древесине). Эта целлюлоза в основном используется в переработке бумаги, но из неё также можно получить множество пластиков, включая целлофан, вискозу и целлулоид.

Материалы на основе конопли имеют потенциал заменить нефтяные пластики во многих местах. Как и другие растительные материалы, конопля биоразлагаема и компостируема. По сравнению с другими растениями, используемыми для биопластиков, конопля выигрывает. Конопля требует половины времени роста по сравнению с кукурузой, треть воды и способствует восстановлению почвы на полях.

Пластики на основе конопли в применении

Отрасли, такие как автомобильная промышленность, часто используют конопляные волокна для определенных пластических деталей, таких как прессованные изделия или обшивка багажников. Уже Генри Форд использовал конопляные волокна в кузовах своих первых промышленно производимых автомобилей. В 1941 году он даже представил модель, которая должна была быть построена из биопластиков на основе конопли, и предсказал большое будущее биопластикам. Однако запрет на каннабис и неконтролируемое потребление нефти погасили эти мечты.

Дизайнеры продуктов также интересуются особыми свойствами растений каннабиса. Композитные материалы из конопляных волокон обладают отличными свойствами с точки зрения прочности и теплоизоляции. Сегодня существует множество производителей, создающих пластики из конопли.

Например, The Hemp Plastic Company предлагает сто процентов конопляного PLA-гранулята. PLA (полилактид) из возобновляемых ресурсов — один из самых популярных биопластиков. Они также обогащают пластики, такие как пропилен или полиэтилен высокой плотности (ПЭВП), например для устойчивых пластиковых бутылок и контейнеров, конопляными волокнами на 25 процентов. Это экономит по крайней мере четверть ископаемого топлива и вредных выбросов.

Биопластики — не панацея от пластикового потопа

Биопластики растут в популярности во многих местах, но сомнительно, полностью ли когда-либо заменят классический пластик. Во-первых, цена биопластика в настоящее время еще слишком высока, чтобы конкурировать с нефтяными пластиками в большом масштабе. Надежда состоит в том, что с расширенным внедрением крупными корпорациями цены упадут. Однако если глобальный спрос на пластики останется на аналогичном грандиозном уровне, как и сегодня, он никогда не сможет быть полностью удовлетворен растительными альтернативами. Растения должны были бы быть выращены в наибольшем масштабе на полях, что означало бы еще больше монокультур и использования пестицидов, а также конкуренцию с производством продуктов питания. Однако это тема, которая требует дальнейшего изучения с цифрами и фактами!

Еще одна проблема — разлагаемость и переработка. Биопластики рекламируют себя как биоразлагаемые и даже компостируемые. Но это вводит в заблуждение. Многие потребители полагают, что могут просто выбросить свои изделия из биопластика, такие как мусорные мешки, цветочные горшки или подобное, в коричневую корзину или даже домашний компост. Однако требуется намного больше времени, чтобы пакет биопластика разложился на составные части, чем обычный биологический отход. Для достаточного разложения прочных растительных пластиков часто требуется несколько месяцев в промышленных компостировочных установках при определённых температурах. Поэтому компостировочные установки очень неохотно воспринимают такие материалы среди растительных отходов и отсортировывают их.

То же самое применимо к установкам по переработке упаковки. Они рассчитаны на стандартные пластики и не могут работать с биопластиками. Материалы, производимые и приобретаемые с благими намерениями, как правило, оказываются на мусоросжигательной установке. И опасность того, что животные и растения также пострадают от мусора биопластика в природе, доказана: исследование Плимутского университета в 2019 году показало, что пакет из разлагаемого биопластика остался практически неповрежденным даже после трех лет в океане.

Будущее биопластика на основе конопли

Эти проблемы, конечно, не должны быть причиной для отказа от новых разработок в области биопластика. Наоборот, особенно при использовании материалов из промышленной конопли необходимо гораздо больше исследований и разработок. Научные знания в этой области слишком долго задерживались из-за запрета и строгого регулирования.

Однако важно понимать, что биопластики пока не могут полностью заменить традиционные пластиковые материалы в соотношении 1:1. Было бы целесообразнее определить, какие возможные выдающиеся свойства могут иметь материалы на основе конопли, например в упаковке. Некоторые биопленки могут достичь более длительного срока хранения для определенных пищевых продуктов, чем обычный пластик. Некоторые отрасли, безусловно, смогут получить больше пользы от конопляного пластика, чем другие.

Будь то строительный материал, обработка текстиля или возобновляемый материал для пластиков: конопля имеет большое будущее и может многое сделать для предоставления более экологичных альтернатив существующим продуктам. Но если охрана окружающей среды и климатическая дружественность действительно для нас что-то значат, должно быть ясно, что без сокращения потребления это не сработает. Поэтому, даже с биопластиками на основе конопли, по-прежнему действует:

Сокращайте, переиспользуйте, перерабатывайте! Reduce, Reuse, Recycle!

Как из конопли делают пластик: три метода, которые часто путают

Кто ищет информацию о производстве конопляного пластика, почти всегда сталкивается с одной и той же сокращённой фразой: конопля содержит много целлюлозы, и из неё можно делать пластик. Это правильно, но описывает только один из трёх способов. На самом деле за общим термином конопляный пластик скрываются три технически совершенно различных метода. Они различаются тем, какую роль растение играет в готовом материале.

Первый и наиболее часто используемый способ — это натуральные волокнистые пластики, сокращенно обозначаемые в специальной литературе как NFK. При этом подготовленные конопляные волокна или молотые костры встраиваются в пластиковую матрицу. Волокно берет на себя задачу, которую обычно выполняет стеклянное волокно: оно жесткость компонента и снижает его вес. Сам полимер остаётся неизменным, это может быть полипропилен, полиэтилен или биопластик. Обычные содержания волокна находятся в диапазоне от 20 до 50 процентов. В европейской автомобильной промышленности этот метод уже десятилетия является стандартом производства. В автомобиле, построенном в Германии, в среднем содержится около 3,6 килограмма натуральных волокон из льна, конопли или хлопка. Они устанавливаются в основном в облицовку дверей, спинки сидений, потолки салона и обшивку багажников. При облицовке днища автомобиля в тестах были достигнуты доли натуральных волокон до 45 процентов.

Второй путь ведёт через производные целлюлозы. Здесь целлюлоза растения химически перестраивается и затем сама образует полимерный остов. В эту семью входят ацетат целлюлозы, используемый для оправ очков и фильтрующих элементов, а также гидрат целлюлозы, известный как целлофан или целлофан. Исторический целлулоид тоже возникал таким образом. Только в этих материалах растение действительно становится пластиком. Этот путь технически требователен и требует химических веществ, которые не согласуются с обещанием устойчивости.

Третий путь — ферментативно производимые биополимеры. Из растительного сахара бактерии создают молочную кислоту, из которой можно построить полилактид. С этим связаны полигидроксиалканоаты, которые микроорганизмы образуют непосредственно как запасное вещество. Промышленным сырьём для этого сегодня является кукуруза или тростниковый сахар, а не конопля. Биомасса конопли в принципе могла бы быть исходным материалом, но в существующих установках практически не используется.

Почему конопляный не автоматически означает из конопли

Из этого разделения следует самое важное различие в терминологии по всей теме. Когда производитель предлагает гранулят на основе конопли, обычно имеется в виду композит. Широко используемый рецепт состоит из примерно 30 процентов тонко молотых конопляных костров и примерно 70 процентов полилактида из кукурузного крахмала. Слово конопляный здесь описывает биогенную долю в материале, а не происхождение полимера. Если не различать это, можно принять армированный волокном композит за новый пластик из растения.

Независимо от этого, второе различие, которое еще чаще путают: биологического происхождения и биоразлагаемость — это две отдельные характеристики. Биополиэтилен из сахарного тростника состоит полностью из возобновляемых ресурсов и химически идентичен ископаемому полиэтилену. Поэтому он разлагается точно так же плохо. И наоборот, полибутиленадипат-терефталат, сокращенно PBAT, хорошо разлагается, несмотря на то, что производится из нефти. Материал может быть, таким образом, биологического происхождения и не разлагаться, разлагаемым и ископаемым, и обоими, или ни тем, ни другим.

Для конопли это имеет неудобное следствие. Облицовка дверей с 40 процентами конопляного волокна в матрице полипропилена экономит ископаемое сырье и вес. Компостируемая она по этой причине не является, так как матрица определяет поведение разложения. Но именно эти компоненты — это область, в которой конопля действительно промышленно используется сегодня. Выгода, таким образом, заключается в ресурсах и весе, а не в утилизации. Тем не менее исследования по истинным полимерам конопли продолжаются. Как далеко они продвинулись, показывает материальный тест из Соединенных Штатов, о котором мы сообщили в статье о поликаннабидиол-карбонате из лаборатории.

Конопля вместо пластика: что реально может быть заменено

Масштабы определяют ожидания. Мировая производственная мощность биопластиков составляла в 2025 году примерно 2,31 миллиона тонн. Фактически произведено было около 1,67 миллиона тонн, поэтому установки в среднем работали с загрузкой 72 процента. Это противостоит примерно 431 миллиону тонн пластика, которые производятся ежегодно в целом. Все биопластики вместе покрывают таким образом примерно половину процента мирового спроса. К 2030 году мощность должна примерно удвоиться до примерно 4,69 миллиона тонн. Доля, приходящаяся на коноплю, представляет собой нишу в пределах этой половины процента.

Поэтому реально могут быть заменены сначала применения, в которых волокно выигрывает своими сильными сторонами и никому не нужна прозрачность или высокая барьерная способность. Это включает полуструктурные детали внутреннего помещения в автомобилестроении, толстостенные прессованные детали, корпуса, горшки для растений, транспортные ящики и формованные волокнами упаковки. В этих продуктах конопляное волокно заменяет стеклянное волокно или тальк и одновременно снижает вес. Целлофановые пленки из целлюлозы также являются осуществимым путём, хотя они редко производятся из конопли.

Замена там, где пластик сегодня не конкурентоспособен, намного сложнее. Это включает тонкие, высокопрозрачные пищевые пленки с барьером кислорода, а также медицинские изделия, электрические изоляции и всё, что остаётся постоянно влажным или горячим. Кроме того, существует узкое место, которое не имеет ничего общего с материалом. В Германии отсутствуют установки для отмачивания, которые перерабатывали бы конопляную солому в большом масштабе в пригодное для использования техническое волокно. Мы подробно описали эту лакуну в статье об отсутствующей инфраструктуре для конопляного волокна. Пока она существует, не химия ограничивает расширение, а переработка.

Запрет на одноразовые изделия и правила упаковки применяются также к биопластикам

Один момент регулярно неправильно представляется в руководствах: продукт не избегает европейского запрета на одноразовые изделия тем, что он состоит из конопли или другого биопластика. Директива (EU) 2019/904 об уменьшении воздействия определённых пластиковых продуктов на окружающую среду явно охватывает биопластики и биоразлагаемые пластики. В Германии это реализуется Постановлением об запрещении одноразовых пластиков. Запрещённые палочки, приборы столовые, тарелки, соломинки для питья и палочки для размешивания остаются запрещёнными, даже если они содержат долю конопли.

Обоснование законодателя понятно. Сертифицированная разлагаемость применима только при строго определённых условиях, разложение в морской воде не гарантировано. Предположительное быстрое разложение также поощряет беспечное выбрасывание, и материалы мешают как компостировочным установкам, так и переработке обычного пластика. Это соответствует выводам вышеупомянутого исследования Плимутского университета.

Для упаковок с 12 августа 2026 года добавляется европейское положение об упаковке, Постановление (EU) 2025/40, обычно сокращаемое как PPWR. Оно вступило в силу 11 февраля 2025 года и после переходного периода в 18 месяцев заменило предыдущую директиву об упаковке. Оно устанавливает требования к дизайну, переиспользованию и пригодности к переработке, дальнейшие этапы следуют до 2030 года. Таким образом, тот, кто вводит конопляную упаковку на рынок, должен измерить её по системе переработки, а не по сырью. Какие форматы вообще могут рассматриваться, мы собрали в обзоре упаковки из конопли.

Насколько строго проверяется компостируемость, показывает стандарт EN 13432. Он требует, чтобы материал в оптимизированном тесте компостирования разложился в течение двенадцати недель минимум на 90 процентов на части менее двух миллиметров. Кроме того, в течение шести месяцев минимум 90 процентов органического вещества должны быть преобразованы в углекислый газ. К этому добавляются предельные значения для тяжёлых металлов, а также тесты на эко-токсичность и совместимость с процессом компостирования. Эти условия создаются на промышленной установке, а не на домашнем компосте. Именно в этом разрыв между надписью на упаковке и тем, что потребитель под этим понимает.

Конопля помимо пластика

Действительно ли конопля улучшит пластиковый баланс, в конце концов решается не только биопластиком. Сырье используется наиболее эффективно там, где оно заменяет материал, который всё равно используется в больших количествах. В строительстве это происходит уже много лет, как показано в обзоре теплоизоляции, конопляного бетона и композитных материалов. Направление бумаги тоже имеет долгую историю, которая прослеживается в статье о возрождении конопляной бумаги. Общий обзор областей применения растения предоставляет наш обзор возможностей использования конопли.

Час

Das könnte dich auch interessieren

• → Ökologische und ökonomische Möglichkeiten von Hanf
• → Wo wächst Hanf wild? Auf den Spuren verwilderter Bestände in Europa
• → Hanf wächst weltweit

Branchen-Update

News, Analysen und Reportagen — mehrmals im Monat direkt in dein Postfach.

Anmelden

Folge uns

Was dich auch interessieren könnte...

Nutzhanf in Polen: Anbaufläche wächst um 89 Prozent, Deutschland verliert Fläche

24. September 2026

Nanopapier aus Hanf filtert Mikroplastik: Was der Laborversuch zeigt

16. September 2026

InstagramYouTubeFacebookLinkedIn

Tags: HanfbusinessHanfforschungHanfmarktindustriehanfMarktentwicklungNachhaltigkeitnutzhanf