In den Projekten Bioshoreline I und II entstanden neue Geotextilien aus heimischen, nachwachsenden Rohstoffen, die frisch begrünte Ufer in den Anfangsjahren stabilisieren können. Ein relevanter biologischer Abbau der Vliese beginnt im dritten Jahr, wenn die Pflanzenwurzeln zunehmend die Aufgabe der Uferbefestigung übernehmen. Das von Forschung und Wirtschaft gemeinsam entwickelte Geotextil steht jetzt für den Praxiseinsatz zur Verfügung.

Innovative Geotextilien für naturnahe Uferbefestigungen

An den beiden von 2016 bis 2024 laufenden Projekten Bioshoreline I und II waren das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik (UMSICHT), der Biokunststoffhersteller FKuR Kunststoff, der Faserhersteller Indorama Ventures Fibers Germany und der Geotextilhersteller BNP Brinkmann beteiligt. Die Bundesanstalt für Wasserbau begleitete die Arbeiten als assoziierter Partner. Das Bundesministerium für Landwirtschaft, Ernährung und Heimat (BMLEH) förderte die Vorhaben über seinen Projektträger, die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR). Die Abschlussberichte stehen unter folgenden Links zur Verfügung:

Bioshoreline I       Bioshoreline II.

Zum Projektbeginn lagen bei der Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) bereits Erfahrungen mit Kokosmatten, Schafwoll- und Kunststoffvliesstoffen aus Polypropylen und Polyethylenterephthalat (PET) vor. Kokos- und Wollfasern bauen sich jedoch beim Einsatz unter nassen Bedingungen zu schnell ab, während der Kunststoffvliesstoff überhaupt nicht biologisch abbaubar ist. Die ersten im Vorhaben Bioshoreline entwickelten Prototypen bestanden dann aus Sisal und aus Fasern aus dem zu 100 Prozent biobasierten Kunststoff Polymilchsäure (PLA). Sie befinden sich seit 2020 am Rhein im Versuchseinsatz. Die Auswertungen der ersten Jahre des Freilandversuchs zeigten, dass ein relevanter Abbau wunschgemäß erst im dritten Jahr, dann jedoch etwas zu schnell auftrat. Außerdem erschien die Durchwurzelbarkeit in den Anfangsjahren noch verbesserungsfähig.

Optimierte Materialien und neue Ansätze zur Weiterentwicklung

In der Folge stellte das Bioshoreline-Team optimierte Geotextilien her, die zu 50 Prozent auf Hanf und Flachs sowie zu 50 Prozent auf PLA-Fasern basieren. Diese neuen Prototypen absolvieren nun seit 2023 ihren Praxistest am Rheinufer. Erste Untersuchungen deuten auf vielversprechende Eigenschaften hin. Die optimierten Vliese stehen bereits für Praxisvorhaben zur Verfügung: Der Vliesstoffhersteller BNP Brinkmann liefert das „Bioshoreline Geotextil“ auf Anfrage.

Darüber hinaus wollen die Projektbeteiligten ihre Untersuchungen auch nach Projektende fortsetzen und noch in diesem Jahr und 2030 erneut Proben der Vliese bzw. der Restbestandteile entnehmen und analysieren. Dabei geht es insbesondere auch um das Abbauverhalten der PLA-Fasern. Experimentelle Daten zum PLA-Langzeitabbau im Boden existieren bislang nicht, es ist jedoch bekannt, dass sich der Biokunststoff mittels Hydrolyse und enzymatischem Abbau zersetzt. Die Forschenden gehen deshalb davon aus, dass sich auch die PLA-Fasern der Geotextilien langfristig im Boden abbauen werden.

Ergänzend entwickelten die Forschenden einen Bodennagel zur Befestigung des Geotextils. Er besteht aus Materialien, die als „bodenabbaubar“ zertifiziert sind. Im Vergleich zu Erdnägeln aus Holz bietet er den wesentlichen Vorteil der Verformbarkeit z. B. zu Haken, was die Praktikabilität verbessert und die Anwendungsmöglichkeiten erweitert.

Hintergrund: Die Entwicklung der Vliesstoffe fand vor dem Hintergrund der Wasserrahmenrichtlinie der EU statt. Diese fordert auch die ökologische Aufwertung der Binnenwasserstraßen. Hierfür können die an den Ufern typischen Steinschüttungen durch naturnähere Bauweisen ersetzt werden. Die dazu verwendeten Pflanzen benötigen in den ersten Jahren eine Unterstützung, bis sie Böschungen alleine durch ihr Wurzelwerk stabilisieren.