Covestro ist ein Forschungsdurchbruch für den Einsatz pflanzlicher Rohstoffe in der Kunststoffproduktion gelungen: Anilin, eine wichtige Grundchemikalie, kann jetzt aus Biomasse gewonnen werden. Dies gelang dem Materialhersteller, indem er gemeinsam mit Partnern, darunter der Universität Stuttgart, dem CAT Catalytic Center der RWTH Aachen und der Bayer AG, ein völlig neues Verfahren entwickelt hat. Für die Herstellung von Anilin, das eine wichtige Rolle in der chemischen Industrie spielt und als Ausgangsstoff für zahlreiche Produkte dient, seien bislang ausschließlich fossile Rohstoffe verwendet worden, so Covestro-Informationen.
Weltweit werden jährlich etwa fünf Millionen Tonnen Anilin produziert; das Gesamtvolumen wächst jedes Jahr um durchschnittlich etwa 5 %. Mit einer Produktionskapazität von rund einer Million Tonnen gehört Covestro zu den führenden Produzenten. Das Unternehmen benötigt Anilin als Vorstufe für Polyurethan-Hartschaum, ein hocheffizientes Isoliermaterial, das in Gebäuden und Kühlsystemen verwendet wird.
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„Der Markt zeigt großes Interesse an umweltfreundlichen Produkten auf Basis nachwachsender Rohstoffe“, sagte Dr. Markus Stilemann, Chief Commercial Officer von Covestro. „Anilin aus Biomasse gewinnen zu können, ist ein weiterer wichtiger Schritt, um die Chemie- und Kunststoffindustrie unabhängiger von fossilen Rohstoffen und Marktschwankungen zu machen. Damit verfolgen wir unsere Vision, die Welt lebenswerter zu machen.“
Projektleiter Dr. Gemot Jager: „Das derzeit in der Entwicklung befindliche Verfahren verwendet nachwachsende Rohstoffe und produziert Anilin mit einer deutlich besseren CO 2 -Bilanz als mit herkömmlicher Technologie hergestellt. Dadurch können unsere Kunden auch die CO 2 -Bilanz ihrer Anilin-basierten Produkte deutlich verbessern.“ Die Reaktionen würden unter milderen Bedingungen stattfinden, bemerkte Jäger.
Auch die ökologischen Aspekte des Verfahrens werden von externen Instituten eingehend evaluiert. Derzeit gewinnt die Industrie Anilin aus Benzol, einem erdölbasierten Rohstoff. Stattdessen könne aber auch Industriezucker verwendet werden, der bereits in großem Maßstab beispielsweise aus Futtermais, Stroh und Holz gewonnen werde, erklärte Covestro. Das neu entwickelte Verfahren nutzt einen Mikroorganismus als Katalysator, um den Industriezucker zunächst in eine Anilin-Vorstufe umzuwandeln. Das Anilin wird dann in einem zweiten Schritt mittels chemischer Katalyse abgeleitet.
„Das bedeutet, dass der Kohlenstoff im Anilin zu hundert Prozent aus nachwachsenden Rohstoffen stammt“, erklärt Jager.
Auf die Frage, wie viel Biomasse nötig wäre, um die derzeit konventionell produzierten fünf Millionen Tonnen zu ersetzen, antwortete Stefan Paul Mechnig, Sprecher von Covestro, gegenüber PlasticsToday : „Eine biobasierte Anilinanlage im Weltmaßstab (300.000 Tonnen pro Jahr, zum Beispiel) würde weniger als 0,003 % der verfügbaren globalen landwirtschaftlichen Fläche beanspruchen. Die European Bioplastics Association hat eine vergleichende Studie zur Verfügbarkeit von nutzbarem Ackerland weltweit und dessen Nutzung für Nahrungs- und Futtermittel, Biokraftstoffe und Materialien (industrielle biobasierte Kunststoffe) durchgeführt. Die Studie zeigte, dass nur 0,01 % (2014) bzw. 0,02 % (2019) der weltweit verfügbaren Ackerfläche für biobasierte Kunststoffe genutzt werden. Dieser Befund wurde von anderen unabhängigen Instituten bestätigt. Wenn alle weltweit produzierten erdölbasierten Kunststoffe (ca. 300 Millionen Tonnen jährlich) durch biobasierte Varianten ersetzt würden, würde die benötigte landwirtschaftliche Fläche nur 0,9 % der gesamten Ackerfläche der Erde betragen.“
In Bezug auf die Verwendung von Futtermais und die manchmal umstrittene Verwendung jeglicher Art von Nahrungsquelle für Tiere oder Menschen sagte Mechnig gegenüber PlasticsToday , dass das Unternehmen neben Stärkepflanzen auch andere Rohstoffe (z. B. Futtermais) überprüft habe. Alternative Rohstoffe seien beispielsweise Lignozellulose (Holz, Stroh) oder Zuckerpflanzen, stellte er fest, ebenso wie die Freisetzung.
„Obwohl der Flächenbedarf für biobasierte Kunststoffe minimal ist und bleiben wird, wurden Bedenken hinsichtlich der Verwendung von Nahrungspflanzen wie Mais für andere Anwendungen als für Lebensmittel und Viehfutter geäußert“, sagte Mechnig und räumte dies manchmal kontrovers ein Ausgabe. „Deshalb wird versucht, Zucker aus Biomasse der zweiten Generation zu gewinnen, etwa Lignocellulosen aus Stroh oder Holz, die als Lebensmittel ungeeignet sind. Dies ist bereits heute technisch machbar, und einige Verfahren zur Herstellung von Biokraftstoffen verwenden Biomasse der zweiten Generation.
„Allerdings muss betont werden, dass Ernten auf Ackerflächen stark von Klima und Bodenverhältnissen abhängen und nicht alle Pflanzen in allen Regionen effektiv angebaut werden können“, so Mechnig weiter. „Deshalb ist es wichtig, die Ackerflächen der Welt möglichst effizient zu nutzen, um Nachhaltigkeit zu gewährleisten und immer Pflanzen anzubauen, die langfristig die größten Ernten bringen können, egal ob es sich um Nahrungspflanzen handelt oder nicht.“
In der Pressemitteilung von Covestro wird außerdem erwähnt, dass das Forschungsprojekt über die FNR (Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe eV), eine Projektagentur des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft, für einen Zeitraum von zweieinhalb Jahren gefördert wird.
Das Unternehmen setzt bereits in verschiedenen Produkten nachwachsende Rohstoffe ein. Ein Beispiel ist ein Härter für Lacke, den das Unternehmen entwickelt hat: Bis zu 70 % des Kohlenstoffgehalts stammen aus Pflanzen. Und auch CO 2 wird zunehmend als alternativer Rohstoff eingesetzt. Anstelle von Erdöl verwendet, macht CO 2 bis zu 20 % der Rohstoffe aus, die in einem Vorprodukt für Polyurethan-Weichschaum verwendet werden, mit dem Covestro 2016 begann. Das Unternehmen erforscht und entwickelt außerdem viele weitere Produkte auf Basis von CO 2 .
Auf die Frage, ob Covestro das bei der Verarbeitung der Biomasse freigesetzte CO 2 für die Herstellung von pflanzlichem Anilin speichern/nutzen wird, äußerte sich Mechnig nicht.
