Produkte für den Klimaschutz
Innovationen der chemischen Industrie machen es möglich, dass jeder Einzelne zum Klimaschutz beitragen kann. Zum Beispiel mit Autoreifen, die den Verbrauch senken, mit energiesparenden LED-Leuchten oder beim Wäschewaschen bei niedriger Temperatur.
© Martin Barraud
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Natürlich ist auch die Herstellung von Chemieprodukten mit dem Verbrauch von Energie und mit CO2-Emissionen verbunden. Aber: Insgesamt sparen Chemieprodukte während ihrer Nutzung mehr CO2 ein, als bei ihrer Produktion entstehen.
Eine Studie des Weltchemieverbands ICCA untersuchte 2019 die Klimaschutzpotenziale von 17 Technologien aus den Feldern Stromerzeugung, Mobilität und Ernährung. Das Ergebnis: Bis zu 10 Gigatonnen CO2 ließen sich bis 2050 mit ihnen einsparen – das sind zirka 25 Prozent der weltweiten CO2-Emissionen von heute! Die größten Hoffnungsträger sind dabei bessere Solarzellen mit höherem Wirkungsgrad, Batterien mit größerer Kapazität für das Verkehrswesen und Aminosäuren für die Tierernährung.
Weitere Beispiele finden Sie auch unter Kunststoffe als Klimaschützer, etwa zur Windkraft oder Wärmedämmung von Gebäuden.
Gut fürs Klima. Und für Sie. Energie sparen mit der Chemie.
Entdecken Sie in unserer interaktiven Grafik, wie Produkte der Chemie im Alltag zum Klimaschutz beitragen.
Erneuerbare Energien
Sonne zu Strom
© RelaxFoto.de
Wer Solarzellen produziert, muss dafür auf das zweithäufigste Element der Erdkruste zurückgreifen: Silizium. In der Natur kommt in Form von Quarzsand oder Quarzkies vor, dem Ausgangsmaterial für die Siliziumherstellung. Dabei ist es eine spezielle Eigenschaft, die das Material so interessant macht: Es ist ein Halbleiter und deshalb für die Photovoltaik besonders geeignet. Trifft Sonnenlicht auf seine Oberfläche, wird die Lichtenergie absorbiert und in elektrischen Strom umgewandelt. Damit aus Quarz Solarzellen werden können, braucht man die Chemie. Sie stellt aus dem Material hochreines Solarsilizium her. Je reiner es ist, desto effizienter lässt sich Strom aus dem umgewandelten Sonnenlicht gewinnen. Heute ist Silizium das grundlegende Material für die Photovoltaik. Während ihrer langen Betriebszeit – über 30 Jahre sind möglich – erzeugen die Solarmodule mit Siliziumzellen keinerlei CO2-Emissionen.
Flexible Photovoltaik
Vom Taschenrechner bis zur Solaranlage auf dem Dach – Solarzellen aus Silizium begegnen uns an vielen Orten. Noch flexibler kann die organische Photovoltaik (OPV) eingesetzt werden, die sich sogar auf gewölbten Oberflächen anbringen lässt. Sie funktioniert mit organischen Halbleitermaterialien auf Kunststoffbasis, die das Sonnenlicht in elektrischen Strom umwandeln. Diese Halbleitermaterialien von der Chemie werden auf Folien aufgedampft oder gedruckt. Ihre Vorteile sind vielfältig: Die hauchdünnen OPV-Solarzellen sind kostengünstig und energiearm herzustellen, transparent oder farbig gestaltbar. Noch findet man sie meist in mobilen Ladegeräten und vereinzelt auf Taschen und Bekleidung. Doch mit der OPV kann auch an Stellen Strom aus der Sonne gewonnen werden, an denen Solarzellen aus Silizium keine Option sind: an Fassaden, Fenstern und auf gewölbten Dächern. Erste Referenzprojekte gibt es bereits.
© imoritz
Warmwasser von der Sonne
In der Familie der Solarenergie gibt es zwei „Schwestern“: Photovoltaik und Solarthermie. Während die Photovoltaik Sonnenlicht in Strom umwandelt, gewinnt die Solarthermie mit Kollektoren Wärme. Diese wird mit Hilfe einer Wärmeträgerflüssigkeit vom Dach zu einem Wärmespeicher im Gebäude transportiert, um dort das Trink- und Badewasser aufzuheizen. Hierzulande dient meistens Wasser als Trägerflüssigkeit. Damit es im Winter nicht gefriert, wird Frostschutzmittel mit Korrosionsschutz aus der Chemie beigemischt. Am Dachkollektor sowie an den Leitungen und am Warmwasserkessel im Haus verhindern wärmeisolierende Kunststoffe, dass die wertvolle Sonnenwärme unterwegs verloren geht. In sonnigen Gegenden wie beispielsweise in Nordafrika oder im Südwesten der USA wird mit Solarthermie Strom in großen Solarkraftwerken erzeugt. Mit der gewonnenen Wärme wird eine Dampfturbine angetrieben. Als Wärmeträger dienen hier besonders hitzestabile Silikonöle oder Salzschmelzen, die ebenfalls von der Chemie geliefert werden.
Bauen und Wohnen
Scheibenweise Sparpotenzial
© Anna Lurye
Manchmal ist einfach einfach zu wenig. Fenster haben heute in der Regel zwei oder drei Scheiben. Denn diese Mehrfachverglasung spart Heizenergie. Großen Anteil daran hat die Chemie: Zwischen den einzelnen Scheiben ist ein Edelgas eingefüllt, das isolierend wirkt. Dichtmassen und Klebstoffe fixieren die Scheiben im nötigen Abstand und dichten Zwischenräume ab. Der dafür eingesetzte spezielle Kunststoff ist flexibel, wasserdicht, UV-beständig, extrem haltbar und kann darüber hinaus auch aus Biomasse-basierten Vorprodukten hergestellt werden. Trockenmittel verhindern, dass die Scheiben von innen beschlagen, indem sie Feuchtigkeit aufnehmen. Um Wärmeverluste zu vermeiden, werden Metallteile in Fensterrahmen immer öfter durch Kunststoffe ersetzt – sie leiten keine Wärme und erhöhen so den Dämmwert um rund 20 Prozent.
© Robert Kneschke
Erleuchtung mit Spareffekt
Moderne Leuchtdioden (LEDs) werden zum neuen Standard für behagliches Wohnen. Und schonen dabei das Klima und die Umwelt. Denn im Vergleich zu anderen Lichtquellen sind sie besonders stromsparend, haben eine lange Lebensdauer und enthalten – anders als Energiesparlampen – kein Quecksilber. Für die Lichtqualität, Energieeinsparung und Lebensdauer der LEDs sind Leuchtstoffmaterialien aus der Chemie verantwortlich. Nicht nur zu Hause, auch als Straßenbeleuchtung, an Arbeitsplätzen und in Fahrzeugen sorgen LEDs in den verschiedensten Farbvarianten für mehr Sicherheit und gute Sicht. Als organische Leuchtdioden (OLEDs) lassen sie sich flexibel auf Kunststoff- und Metallfolien aufbringen – ein Vorteil, der oft bei Designobjekten genutzt wird. Da sie energiesparend und extrem dünn sind, kommen OLEDs immer häufiger in Tablets und Smartphones zum Einsatz.
Kühler waschen
© Uwe Krejci
Was macht eigentlich unsere Wäsche sauber? Von Bakterien produzierte Enzyme, lautet die überraschende Antwort. Kombiniert mit weiteren Inhaltsstoffen sorgen sie dafür, dass sich eiweiß-, fett- und stärkehaltige Flecken schon bei 30 Grad oder weniger aus der Wäsche lösen. Bereits wenige Milligramm dieser biotechnologisch produzierten Enzyme reichen, um in Waschmitteln strahlende Resultate zu erzielen. Waschen bei niedrigeren Temperaturen macht nicht nur sauber, es kann in Deutschland auch bis zu 3,2 Milliarden Kilowattstunden Strom pro Jahr einsparen. Denn nicht die rotierende Waschtrommel verbraucht den meisten Strom beim Waschen, sondern das Erhitzen des Wassers. So sorgen Waschenzyme aus der Biotechnologie für einen niedrigeren Stromverbrauch und tragen so über den geringeren Kohlendioxidausstoß zum Klimaschutz bei. Bestimmte Wäschearten sollten aus hygienischen Gründen aber immer bei höheren Temperaturen gewaschen werden.
Mobilität
Reibungsloser rollen
© dardespot
Seit der Mensch das Rad erfunden hat, ist viel passiert. Auch mit dem Rad selbst: Seit etwa 100 Jahren trägt es einen Reifen. Autoreifen bestehen aus synthetisch hergestellten Kautschuken. Die Chemie liefert die Kautschukmischungen und spezielle kombinierte Füllstoffe. Sie sorgen für weniger Rollwiderstand und damit für bis zu acht Prozent weniger Spritverbrauch – bei gleichzeitig besserer Nasshaftung auf der Straße und verkürztem Bremsweg. Das entspricht einer Einsparung von 1,4 Tonnen CO2 bei 150.000 zurückgelegten Kilometern.
Die Chemie ist es auch, die Reifen zum Schutz der Umwelt besonders gut „dichthalten“ lässt. Etwa 0,1 bar Luftdruck verliert ein Reifen pro Monat, bereits 0,5 bar bedeuten einen Mehrverbrauch von sechs Prozent. Wenn alle Pkws stets mit optimalem Reifendruck fahren würden, ließen sich in Europa bis zu 8,1 Milliarden Liter Kraftstoff jährlich einsparen – mit entsprechender Verringerung des CO2-Ausstoßes. Auch bei Elektrofahrzeugen ist ein möglichst geringer Rollwiderstand wichtig: Denn hier trägt er dazu bei, dass eine Batterieladung länger hält.
© Reza Estakhrian
Bewegende Batterien
Die wachsende Beliebtheit von Elektrofahrzeugen lässt auch die Produktion von Lithium-Ionen-Batterien ansteigen. Wurden 2018 weltweit rund 64 Prozent dieses Batterietypus‘ für die Elektromobilität gefertigt, werden es 2025 über 85 Prozent sein. Wichtige Bauteile steuert die Chemie schon heute bei. Denn das Innenleben von Batterien, wie etwa der Plus- und Minuspol, besteht aus vielen chemischen Komponenten. Von deren Eigenschaften hängt ab, wie viel Energie in einer Batterie gespeichert werden kann und wie sicher und effizient sie funktioniert. Die Chemie forscht an neuen Zusammensetzungen dieser Materialien mit dem Ziel, die Reichweite von Elektroautos auf bis zu 600 km zu erhöhen und gleichzeitig die Ladezeit der Batterie deutlich zu verringern.
Kleben statt schweißen
© Bill Oxford
Das Abnehmen ist eine Herausforderung, mit der auch Autohersteller bei ihren Fahrzeugen kämpfen. Aber es lohnt sich. Denn mit weniger Gewicht sinken auch der Verbrauch und die CO2-Emissionen von Autos – und bei Elektrofahrzeugen steigt die Reichweite. Die Branche setzt dazu verstärkt auf Leichtbaumaterialien wie Aluminium und Kunststoffe. Mit ihnen kann das Fahrzeuggewicht um mehr als 15 Prozent reduziert werden. Dabei gilt: Kleben ist das neue Schweißen. Bei Komponenten wie Karosserieteilen, Motoren, Antriebssträngen, Getrieben, und im Innenraum kommen Klebstoffe aus der Chemie zum Einsatz. Sie machen die Fahrzeuge korrosionsbeständiger und verbinden verschiedene Materialien dauerhaft und sicher. Dabei halten sie auch den hohen Belastungen durch Schwingungen, Vibrationen und Temperaturunterschiede stand. So machen Klebstoffe einen konsequenten Leichtbau möglich. Und unsere Autos dadurch sparsamer.
