Eine neue Verfahrenstechnik ist gefragt

Die Chemieindustrie kann einen wichtigen Beitrag zu einer nachhaltigen Zukunft leisten. Dabei müssten aber im Zentrum der Massnahmen die Entwicklung und die Einführung neuer Technologien in den Bereichen Kraftstoffe, Biokunststoffe und Recycling stehen. Ein Gastbeitrag von Sander van Donk von der Sulzer Chemtech.

Sander van Donk ¹

Wie so viele andere Branchen, macht auch die Chemieindustrie eine grundlegende Transformation durch. Dies betrifft vor allem auch die Produktion von Kraftstoffen, Chemikalien und Kunststoffen. Um die Nachhaltigkeitsanforderungen von Gesellschaft und Kunden zu erfüllen, nutzen Chemieunternehmen für die Herstellung ihrer Produkte anstelle von Erdöl und Erdgas immer häufiger biobasierte Ressourcen und rezyklierte Kunststoff- und Polymerabfälle.

Der Wandel in der Industrie erfordert Innovationen und die Entwicklung neuer Prozesstechnologien und Schlüsselausrüstungen. Sulzer Chemtech, zum Beispiel, konzentriert sich auf dem Weg zu einem grüneren und nachhaltigen Geschäftsmodell auf vier Hauptbereiche: Biopolymere, biobasierte Kraftstoffe und Chemikalien, Recyclingtechnologien sowie andere neue Anwendungen für erneuerbare Energie, wie Kohlenstoffabscheidung und -speicherung.

Kunststoffe: Aus Biomasse statt Öl gewinnen

Biopolymere (Biokunststoffe) werden aus biobasierten, also nachwachsenden Roh - stoffen wie Zucker oder Maisstärke produziert. Die globale Biopolymerproduktion wächst rasant, von 2,4 Millionen Tonnen im Jahr 2021 auf geschätzte 7,6 Millionen Tonnen im Jahr 2026. Einer der vielversprechendsten Werkstoffe in diesem Bereich ist Polymilchsäure (Polylactic acid, PLA). PLA sind biobasierte und bioabbaubare/kompostierbare Polyester, die aus Milchsäure produziert werden. Die Anwendungsbereiche von PLA sind sehr vielfältig – von der Biomedizin bis zu der Verpackungsindustrie (PETFlaschen) – und eröffnen der Chemieindustrie viele neue und nachhaltige Produktionsfelder.

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Die Geburtsstunde der Grünen Chemie 1962 veröffentliche die Biologin Rachel Carson ihr berühmtestes populärwissenschaftliches Fachbuch «Silent Spring» (auf Deutsch: «Der stumme Frühling»). Darin kritisierte sie die schädlichen Auswirkungen von Chemikalien, wie dem Insektizid DDT, auf die Umwelt und die Gesundheit bei Tier und Mensch. Das Buch zeigte Wirkung. Die breite Öffentlichkeit aber auch die Wissenschaftscommunity musste die Problematik anerkennen. Für die Amerikanische Chemische Gesellschaft gilt die Veröffentlichung dieses Buches als Geburtsstunde der Grünen Chemie.

Quelle: ChemieXtra

Biobasierte Kraftstoffe –ein riesiger Markt

Eine der dringendsten Herausforderungen auf dem Weg zu netto Null ist der Ersatz von fossilen Kraftstoffen durch erneuerbare Energiequellen. Biobasierte Kraftstoffe – sogenannte erneuerbare Kraftstoffe – sind Treibstoffe, die aus Biomasse erzeugt werden. Dabei bringt die rapide zunehmende Nachfrage nach diesen Kraftstoffen wichtige Chancen für etablierte Unternehmen in den Bereichen Pflanzenöl und biobasierte Kraftstoffe mit sich. Diese Unternehmen können durch die Nutzung und Modernisierung ihrer bestehenden Infrastruktur und Raffinerien – mithilfe entsprechender Chemietechnik – umweltfreundliche Produkte herstellen und schnell in einen hochinteressanten Markt eintreten.

Ein Beispiel dafür ist aus Biomasse hergestellter Diesel. Erneuerbarer Diesel bietet mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen Kraftstoffen, und er liefert 93 Prozent mehr Energie als bei seiner Produktion verbraucht wird. Auch die bei der Produktion freigesetzten Mengen an Luftschadstoffen sind im Vergleich zum Netto-Energiegewinn gering. Gegenüber den fossilen Brennstoffen, die durch die Verwendung von biobasiertem Diesel verdrängt werden, reduzieren sich die Treibhausgasemissionen während der gesamten Produktion und Verbrennung um mehr als 40 Prozent.

Partnerschaften zwischen Chemiekonzernen und spezialisierten Technologieunternehmen können die Entwicklung von Technologien für erneuerbare Kraftstoffe vorantreiben. Eines der laufenden Projekte strebt z. B. an, die Treibhausgasemissionen von erneuerbarem Diesel und nachhaltigem Kerosin zu reduzieren.

Recycling als Grundlage für eine Kreislaufwirtschaft www.sulzer.com

Unsere Industrie muss auch die Entwicklung innovativer, kosteneffektiver chemischer Verfahrenstechnik vorantreiben, um die Umwandlung von Kunststoffabfällen in neue Kunststoffprodukte zu verbessern. Sie muss Hersteller auf der ganzen Welt unterstützen, ihre NettoNull-Emissionsziele zu erreichen. Die grössten Chemieunternehmen weltweit investieren in grosse, fortschrittliche Recyclinganlagen und Cleantech, um eines der grössten Probleme unserer Zeit –den Plastikabfall – anzugehen und eine Kreislaufwirtschaft zu ermöglichen.

Gemäss dem jüngsten «Closing the Plastics Circularity Gap»-Report von Google können mithilfe moderner Recyclingtechnologien bis 2040 mehr als 100-mal so viele Plastikabfälle wie heute rezykliert werden. Diese Technologien können somit einen zentralen Beitrag zur Schliessung der Zirkularitätslücke leisten. Zu den Verfahren, die kreislauffähige Kunststoffe ermöglichen und zurzeit vorangetrieben werden, gehören spezifische Reinigungsprozesse, die Rückgewinnung von thermoplastischen Polymeren durch selektives Auflösen, das Zerlegen von Kunststoffen wie PET in geeignete Bausteine (Depolymerisation) oder das Cracken von Polymeren zur Gewinnung von Kohlenwasserstoff-Rohstoffen. Angetrieben wird diese Entwicklung in Richtung Nachhaltigkeit nicht zuletzt von Vorgaben der Regulierungsbehörden, Bedürfnissen von Konsumentinnen und Konsumenten, Forderungen von Nichtregierungsorganisationen – und Investoren.

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