Rohstoffwende: Der Weg der Chemieindustrie weg vom Erdöl als Rohstoff

Erdöl ist nach wie vor ein wichtiger Rohstoff. Nicht nur zur Herstellung von Kraftstoffen, auch die Chemieindustrie verlässt sich bei zahllosen Verfahren auf das schwarze Gold. Aber da gibt es zwei Probleme: Zum einen gehen Verfahren, die Erdöl verwenden, mit hohen CO²-Emissionen einher. Und zum anderen ist Erdöl nicht unendlich. Irgendwann werden die Vorräte auf der Erde zu Ende gehen. Beide Tatsachen sind hervorragende Argumente für die Chemieindustrie, sich nach Alternativen umzusehen. Diese könnten aus dem Bereich der Natur kommen.

Holz als Basis für Duftstoffe

Holz wird für die Herstellung von Papier hergestellt. Bei der entsprechenden Verarbeitung fallen zwei Produkte an: Zellulose, die für die Herstellungsverfahren verwendet werden, sowohl Lignin, ein Stoff, der bisher als Abfallprodukt gesehen und verbrannt wurde. Dabei enthält Lignin viele Stoffe, die für die Chemieindustrie interessant werden. So beispielsweise Phenol, das als Grundstoff für Klebstoffe und Kunstharze verwendet werden kann, die im Flugzeug- und Bootsbau zum Einsatz kommen. Außerdem enthalten die Spaltprodukte von Lignin Aromanten, also Duftstoffe. So kann etwa Vanillin bereits aus Ligninbausteinen hergestellt werden.

Des weiteren können aus Lignin Terpene gewonnen werden, die als Rohstoff für den Kunststoff Polyamid dienen, aus dem beispielsweise Angelschnüre, Kabelbinder und Küchenschüsseln hergestellt werden. Kunststoff aus Terpen hält zudem größeren Temperaturen stand als das Äquivalent auf Erdölbasis, könnte also beispielsweise im Autobau verwedent werden.

Weizenkleie und Krabbenschalen als Rohstofflieferanten

An der TU München wird mit Weizenkleie und Krabbenschalen als Rohstofflieferanten experimentiert. Weizenkleie fällt allein in Bayern zu mehreren Hunderttausend Tonnen pro Jahr als Abfallprodukt in Mühlen an und wird für gewöhnlich ebenfalls verbrannt. Dabei können aus der Weizenkleie durch ein Fermentationsverfahren mit Hilfe von Enzymen und Mikroorganismen wie Algen, Hefe und Bakterien diverse chemikalische Rohstoffe wie etwa Öle für Schmiermittel, Grundstoffe für Medikamente, Farbstoffe sowie eine Kunststoffvorstufe für den 3D-Druck hergestellt werden. Zwar ist das Verfahren noch nicht ausgereift, aber es könnte theoretisch direkt vor Ort in den Mühlen eingesetzt werden. Kunststoff aus Weizenkleie ist zudem biologisch Abbaubar.

Ähnlich sieht es bei Krabben- und Krebsschalen aus. Es handelt sich um Abfallprodukte aus der Fischerei, deren Entsorgung 3500 Euro pro Tonne kostet. Dabei können aus den Schalen durch enzymatische Umsetzung Öle für die Kunststoff- und Schmiermittelindustrie gewonnen werden. Durch weitere Verfeinerungen können diverse Grundstoffe für die Chemieindustrie entstehen, die normalerweise aus Erdöl gewonnen werden. Derartige Verfahren werden in der Industrie teilweise bereits eingesetzt.

Stroh als Rohstoff für Kunststoff: Warum es Probleme gibt

Aber auch die Verwendung von Biomasse als Rohstoff ist nicht immer einfach, wie das Beispiel eines Karlsruher Forscherteams zeigt. 2007 begann ein Team des Karslruher Instituts für Technologie mit Stroh als Rohstoff für Kunststoff zu experimentieren. Dazu wurde aus Stroh- und Holzresten durch Verbrennung ohne Sauerstoff eine schwarze, ölähnliche Flüssigkeit erzeugt, die reich an Energie ist. Die Flüssigkeit hat die selbe Energiedichte wie Steinkohle und ist wie Öl pumpbar und kann ein universeller Rohstoff für Kunststoff sein.

Heute sind 10 Jahre vergangen, und es wurden insgesamt 64 Millionen Euro in das Produkt investiert. Es existiert eine größere Anlage, die 1000 Stunden im Jahr in Betrieb ist und aus Stroh und Holz die energiereiche Masse produziert. Geplant ist eine weitere Anlage, die die Masse in einer Raffinerie in Synthesegase umwandeln kann, die in vielen Kunststoffen Verwendung finden.

Wenig Anreize für die Industrie

Allerdings fehlt es in der Industrie an Anreizen, das Verfahren zu verwenden. Bisherige Verfahren basieren auf Öl, das immer noch in großen Mengen erhältlich ist. Hinzu kommt, das CO²-Emissionen – vor allem indirekte – für Unternehmen derzeit (noch) nahezu kostenlos sind, weshalb der wirtschaftliche Anreiz für Einsparungen fehlt. Und als letztes: So viel Biomasse, um die Verfahren im großen Stil einzusetzen, ist oft nicht verfügbar. Viele Abfallprodukte werden bereits anderweitig wiederverwendet.

Es bleibt jedoch zu hoffen, dass in den nächsten Jahrzehnten genug Anreize geschaffen werden, um auf alternative Verfahren zu setzen, bei denen kein Erdöl verwendet werden muss. Zum einen wird das eines Tages schlicht notwendig sein – und zum anderen trägt die Ersparnis an CO²-Emissionen direkt zum Kampf gegen den Klimawandel bei.