Wie viele andere Branchen, macht auch die Chemieindustrie eine grundlegende Transformation durch. Dies betrifft vor allem die Produktion von Kraftstoffen, Chemikalien und Kunststoffen (Plastik). Um die Nachhaltigkeitsanforderungen zu erfüllen, nutzen Chemieunternehmen für die Herstellung ihrer Produkte anstelle von Erdöl und Erdgas immer häufiger biobasierte Ressourcen und rezyklierte Kunststoff- und Polymerabfälle.
Kunststoffe
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.
Biopolymere (Biokunststoffe) werden aus biobasierten, also nachwachsenden Rohstoffen 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. Sie sind die am besten skalierbaren und industrialisierten Biopolymere sowie eine der wichtigsten biobasierten Alternativen zu herkömmlichen Kunststoffen. Die aus diesem Rohstoff hergestellten Produkte sind anderen Produkten qualitativ ebenbürtig. Die Anwendungsbereiche von PLA sind sehr vielfältig – von der Biomedizin bis zu der Verpackungsindustrie – und eröffnen der Chemieindustrie viele neue und nachhaltige Produktionsfelder.
Biobasierte Kraftstoffe
Eine der dringendsten Herausforderungen auf dem Weg zu netto null ist der Ersatz von fossilen Kraftstoffen durch erneuerbare Energiequellen, sei es in Industrie, Strassenverkehr, Luft- und Schifffahrt sowie privaten und öffentlichen Haushalten und Gebäuden. Die jüngste Energiekrise hat dieser Herausforderung eine zusätzliche Dringlichkeit verliehen – und saubere Kraftstoffe auf der Grundlage erneuerbarer Rohstoffe sind ein wichtiges Element zur Deckung des Energiebedarfs der Zukunft und zur Reduktion der Abhängigkeit von instabilen Lieferketten. Der Verbrauch von Kraftstoffen auf der Grundlage von Biomasse nimmt laufend zu, und erneuerbarer Diesel ist zu einem gängigen Begriff im Rahmen der Bemühungen um eine umweltbewusste Energieversorgung geworden.
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 produzierter Flugzeugtreibstoff (sustainable aviation fuel, SAF), der mit verschiedenen Technologien hergestellt werden kann, wie z. B. mit der Bio-Flux-Technologie. Im Vergleich zu konventionellem Kraftstoff reduziert SAF die Treibhausgasemissionen und andere Luftschadstoffe und hat bessere Verbrennungseigenschaften, was zu mehr Motorleistung und Effizienz führt. Mit neuen Produktionsverfahren sinken zudem die Herstellungskosten, sodass SAF zu einer erschwinglicheren Alternative zu herkömmlichem Flugbenzin wird.
Partnerschaften zwischen Chemiekonzernen und spezialisierten Technologieunternehmen können die Entwicklung von Technologien für erneuerbare Kraftstoffe vorantreiben. Eines der laufenden Projekte strebt zum Beispiel an, die Treibhausgasemissionen von erneuerbarem Diesel und nachhaltigem Kerosin zu reduzieren.
Recycling als Grundlage
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 Netto-null-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 und somit einen zentralen Beitrag zur Schliessung der Zirkularitätslücke leisten. Zu den Technologien, 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.
Dies ist ein entscheidender Schritt hin zur Wiederverwendung von erstklassigen Rohstoffen, sodass innovative Materialkreisläufe entstehen können – und er trägt dazu bei, die Verringerung der Umweltverschmutzung zu beschleunigen und die Akzeptanz von Produkten zu erhöhen, die aus rezyklierten Polymeren hergestellt werden. Doch nicht nur fortschrittliche und effiziente Recyclingtechnologien helfen, die Zirkularität zu erhöhen, sondern auch regulatorische Massnahmen wie Plastiksteuern oder ein besseres Lagermanagement.
Nachhaltigkeit gefordert
Angetrieben wird diese Entwicklung in Richtung Nachhaltigkeit und Kreislaufwirtschaft nicht zuletzt von der Politik und von Vorgaben der Regulierungsbehörden, Bedürfnissen von Konsumenten sowie Forderungen von Nichtregierungsorganisationen und Investoren.
Die Europäische Union hat mit dem «Green Deal» in Sachen Transformation zu einem nachhaltigeren Wirtschaftsmodell eine Vorreiterrolle eingenommen. Doch auch die USA holen auf: Der Inflation Reduction Act von 2022 ist indirekt das wichtigste US-Gesetz für saubere Energie überhaupt.
Das Paket von 369 Milliarden Dollar soll dazu beitragen, die Versorgung mit grüner Energie anzukurbeln, Landwirtschaft und Industrie zu entkarbonisieren, Investitionen in neue grüne Technologien und Energieeffizienz zu erhöhen sowie Gemeinden mit niedrigerem Einkommen zu helfen, sich an den Klimawandel anzupassen.
Die Chemieindustrie ist auf dem Weg, einen wichtigen Beitrag zu einer grüneren und nachhaltigen Zukunft zu leisten, indem sie die Entwicklung von fortschrittlichen Technologien für die Produktion von neuen Werkstoffen und biobasierten Kraftstoffen sowie das Recycling von umweltschädigenden Produkten vorantreibt und gezielt in die entsprechenden Bereiche investiert.
