Nachwachsende und alternative Rohstoffe
Noch basiert die Herstellung von Kunststoffen maßgeblich auf Erdöl. Damit sich das ändert, müssen neue Möglichkeiten entwickelt werden, die nachwachsende Rohstoffe und weitere Alternativen zu fossilen Rohstoffen nutzen. Ein langer, aber lohnender Weg – wie erste Ansätze belegen.
© Andrew Holt
© Andrew Holt
© Andrew Holt
Wer den Kunststoff-Kreislauf konsequent durchdenkt, darf nicht erst beim Recycling am „Lebensende“ von Produkten ansetzen. Denn schon weit vor der Nutzungsphase eines Kunststoffprodukts wird seine Nachhaltigkeit durch die Wahl der Rohstoffe mitbestimmt.
Größtenteils basiert die Kunststoffproduktion noch immer auf dem Rohstoff Erdöl. Die Chemiebranche möchte die Rohstoffbasis zukünftig aber breiter aufstellen, um Kunststoffe stärker im Kreis zu führen und damit CO2-Emmissionen zu reduzieren.
Die Rohstoffe der Zukunft: vielfältig statt fossil
Die Chemie forscht intensiv nach alternativen Lösungen. Das Ergebnis: Das größte Zukunftspotenzial, fossile Rohstoffe in der Kunststoffproduktion zu ergänzen, haben
- recycelte Kunststoffe,
- nachwachsende Rohstoffe und
- das Treibhausgas CO2.
Kohlenstoff. Kunststoff. Kreislauf.
© Clariant
Auf den ersten Blick muten diese drei Ansätze sehr unterschiedlich an. Ein grundlegender Gedanke verbindet sie jedoch. In jedem Kunststoff steckt immer auch Kohlenstoff. Folglich ist Kohlenstoff für die Produktion neuer Kunststoffe unersetzlich. Stammen muss er aber längst nicht mehr nur aus fossilen Ressourcen. Als Alternativen stehen Recyclingkunststoffe, Biomasse und CO2 „in den Startlöchern“, um zur großindustriellen Marktreife geführt zu werden. Sie alle tragen Kohlenstoff in sich. Nutzt man ihn zur Kunststoffproduktion, führt man den in ihnen enthaltenen Kohlenstoff im Kreis.
Daran, dass Kohlenstoff immer in großen Mengen gebraucht werden wird, besteht kein Zweifel. Das Element ist für jegliches Leben auf unserem Planeten essenziell und Grundlage vieler Produkte unseres Alltags – wie eben Kunststoffen, die uns z. B. auch als Basiszutaten von Farben, Lacken oder Klebstoffen begegnen. Die Nachfrage nach Kohlenstoff wird also nicht versiegen. Es lohnt sich, alternative Quellen des begehrten Stoffs zu erschließen.
Gut fürs Klima: das zirkulierende „C“
Der Kohlenstoff-Kreislauf ist auch entscheidend für ein besonderes Ziel der deutschen Chemieindustrie. Die Branche bekennt sich zu den Klimazielen von Paris und will vollständig CO2-neutral werden. Das kann nur gelingen, wenn der Kohlenstoff in ihren Produkten und Prozessen vollständig im Kreis geführt wird.
Doch noch ist die Abkehr von fossilem Kohlenstoff in der Kunststoffproduktion ein langer Weg, der technologische, bürokratische und wirtschaftliche Hürden überwinden muss. Erste Ansätze weisen jedoch in die richtige Richtung.
Beispiel 1: Alltagskunststoffe auf biologischer Basis
Polyethylen und Polypropylen sind echte Millionenseller auf den Weltmärkten – und in jedem Haushalt zu finden. Lebensmittelverpackungen, aber auch ganze Pkw-Armaturenbretter, Sporttextilien, Rohre und auch die feuchtigkeitsresistente australische Dollarnote bestehen aus PE bzw. PP.
In einem gemeinsamen Projekt der Firmen LyondellBasell und Neste in Wesseling konnten die beiden Kunststoffe zum ersten Mal in Europa biobasiert im großindustriellen Maßstab produziert werden. Verwendet wurden dabei erneuerbare Kohlenwasserstoffe aus nachhaltigen, biobasierten Rohmaterialien wie Öl aus Abfällen und Reststoffen. Der Anteil von biobasiertem Kohlenstoff in den Kunststoffen ist durch eine Radiokarbon-Analyse nachgewiesen. Beide biobasierte Kunststoffe sind für die Herstellung von Lebensmittelverpackungen zugelassen und werden bereits für Frischhaltefolien vertrieben.
Beispiel 2: CO2 als Rohstoff
Vom weltweit verpönten „Klimakiller“ zum wertvollen Rohstoff. Größer könnte der Imagewandel, der sich hier anbahnt, kaum sein. Vollziehen soll ihn ausgerechnet: Kohlendioxid (CO2). Das „C“ in CO2 weist es jedoch eindeutig als Kohlenstoffträger aus. Das macht dieses Abgas, das täglich bei Verbrennungsprozessen in großen Mengen anfällt, zu einem alternativen Rohstoff für die Chemie- und auch die Kunststoffproduktion. Forschungsprojekte und erste technische Verfahren setzen diesen Gedanken in die Praxis um.
© Covestro
Schlafen und Sport treiben mit CO2-Technologie
Die Firma Covestro entwickelt gemeinsam mit der RWTH Aachen eine Technologie zur Fertigung hochwertiger Kunststoffe, die rohstoffseitig einen Teil des Erdöls durch CO2 ersetzt. Das patentierte Verfahren stärkt den Kohlenstoff-Kreislauf, indem es das CO2 aus industrieller Produktion in die Wertschöpfungskette zurückführt und dadurch den Einsatz von Erdöl in der Produktion senkt. Damit das funktioniert, mussten die Forscher dem energiearmen und reaktionsträgen Kohlendioxid mit einem neu entwickelten Katalysator erst einmal „Beine machen“.
Für jedermann erlebbar wird der Erfolg dieses Projekts durch einfaches Hinlegen. Zumindest wenn es sich um eine Matratze aus dem neuen nachhaltigen Polyurethan-Schaumstoff handelt, in dessen Zutat Polyol das CO2 fest eingebaut ist.
Fest eingebautes CO2 befindet sich auch in dem Bindemittel eines Kunstrasens, auf dem Krefelder Hockeyspieler ihre Partien bestreiten. Und die Forscher spinnen bereits am nächsten Ass im Ärmel: Kunstfasern für Sport- und Funktionstextilien, deren Rohstoffe mithilfe der CO2-Technologie hergestellt werden. Klimaschutz goes fashion!
Innovationen brauchen Förderung
Innovationen für den Einsatz nachwachsender und alternativer Rohstoffe müssen gefördert werden.
