Luis Nitschke hat gut lachen. Der Leiter des Biopolymer-Projektes der gr\u00f6\u00dften Petrochemiefirma Lateinamerikas hat es geschafft, alle anderen Chemiekonzerne der Welt abzuh\u00e4ngen. Ende September hat die brasilianische Braskem S.A. mitten in ihrem Anlagenkomplex nahe Triunfo, gut 1000 Kilometer s\u00fcdwestlich von S\u00e3o Paulo, die erste Fabrik der Welt in Betrieb genommen, in welcher der Massenkunststoff Polyethylen klimaschonend produziert wird. Bisher entstehen die 45 Millionen Jahrestonnen des h\u00e4ufigsten Kunststoffes der Welt aus Erd\u00f6l. Pro Tonne Plastik entweichen dabei sechs Tonnen Kohlendioxid in die Atmosph\u00e4re.<\/b><\/p>\n
Basis des neuen Herstellungsprozesses von Braskem ist Zuckerrohr. Einzellige Hefepilze verg\u00e4ren dessen s\u00fc\u00dfen Pflanzensaft zu Ethanol. Die anschlie\u00dfende chemische Umwandlung des Alkohols in den Kunststoffbaustein Ethylen und dessen Vernetzung zu Polyethylen erfolgt bei niedriger Temperatur und geringem Druck. Die n\u00f6tige Prozessenergie liefert das Stroh des zuvor ausgepressten Zuckerrohres, die sogenannte Bagasse.<\/p>\n
Durch die komplette Verwertung sieht die \u00d6kobilanz der Bioplastikproduktion nach Angaben von Braskem geradezu vorbildlich aus: Anstatt CO2<\/sub> freizusetzen, bindet die Herstellung einer Tonne des gr\u00fcnen, recycelbaren Kunststoffes sogar zwischen 2,1 und 2,5 Tonnen des Treibhausgases. Wasser ist der einzig verbleibende Abfallstoff. Auch die lokale Umweltbeh\u00f6rde Fepam, die Braskem Mitte Juli die Herstellungsgenehmigung erteilte, bescheinigt dem Produktionsverfahren Nachhaltigkeit.<\/p>\n “Braskem wird das Biopolyethylen wegen seiner \u00f6kologischen Vorteile als Premiumprodukt vermarkten”, erkl\u00e4rt Nitschke, dessen Arbeitgeber das Bioplastik rund 50 Prozent \u00fcber dem Marktpreis f\u00fcr petrochemisch produziertes Polyethylen anbietet. “Damit sind wir \u2013 unabh\u00e4ngig vom Erd\u00f6lpreis \u2013 profitabel.”<\/p>\n Die Strategie scheint aufzugehen. Schon vor dem offiziellen Start waren mehr als 80 Prozent der Jahresproduktion von 200 000 Tonnen verkauft. Der Autohersteller Toyota hat das Bioplastik bestellt, die Konzerne Shiseido und Procter & Gamble wollen daraus vom n\u00e4chsten Jahr an Plastikverpackungen f\u00fcr Kosmetikprodukte und Kosumg\u00fcter fertigen. Brasiliens gr\u00f6\u00dfter Spielwarenhersteller Brinquedos Estrela hofft, mit “gr\u00fcnem” Plastik bei umweltbewussten Eltern zu punkten.<\/p>\n Der \u00f6kologische Nutzen, insbesondere die dem Prozess zugrundeliegende Biospritproduktion, ist indes nicht unstrittig. Umweltorganisationen wie der Verein Rettet den Regenwald warnen, dass die Expansion des Zuckerrohranbaus in Brasilien auf Kosten der tropischen Urw\u00e4lder im Amazonasgebiet gehen k\u00f6nnte. Die Gefahr besteht vor allem dort, wo Viehbauern, die durch den Ausbau der Zuckerrohrmonokulturen verdr\u00e4ngt werden, neues Weideland urbar machen m\u00fcssen. Diese indirekten Folgen legen einen Schatten auf die ansonsten unangefochten positive CO2<\/sub>-Bilanz.<\/p>\n Keine Zweifel bestehen hingegen an der Wirtschaftlichkeit der in den letzten 30 Jahren in Brasilien perfektionierten Herstellung von Bioethanol aus Zuckerrohr. Im Gegensatz zu dem in Europa und den USA verbreiteten St\u00e4rkeethanol, das auf Basis von Mais, Weizen oder Kartoffeln gewonnen wird, ist die Zuckerrohrvariante mit 330 Euro pro Kubikmeter rund 25 Prozent billiger \u2013 wenn man die 192 Euro pro Kubikmeter nicht einrechnet, die der deutsche Zoll bei Einfuhr kassiert. Positiv schl\u00e4gt laut einer aktuellen Studie der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR) auch zu Buche, dass der Zuckerrohranbau eine weitaus geringere Konkurrenz zur Nahrungsproduktion darstellt als etwa die Biospritherstellung aus Weizen. Zuckerrohr beansprucht in Brasilien gerade einmal 1,5 Prozent der landwirtschaftlich nutzbaren Fl\u00e4che.<\/p>\n Deutsche Firmen und Forscher suchen indes nach Rohstoffalternativen f\u00fcr die Bioethanol- und Biokunststoffproduktion, die \u00fcber jeden Zweifel erhaben sind. “Stroh- und Holzabf\u00e4lle fallen als landwirtschaftliche Reststoffe ohnehin in gro\u00dfen Mengen an, sie sind billig und konkurrieren nicht mit der Nahrungsmittelproduktion”, sagt Holger Zorn von der Universit\u00e4t Gie\u00dfen. Der Biotechnologe ist Mitglied in mehreren Forschungskonsortien, die neue Verfahren erproben, Pflanzenfasern in ihre Grundbausteine aus Zuckermolek\u00fclen zu zerlegen, diese weiterzuverarbeiten und als Basischemikalien in die Produktionsketten der Chemieindustrie einzuspeisen.<\/p>\n Bisher ist dieser Schritt weder wirtschaftlich noch besonders effizient gelungen. Das Hauptproblem: Im Vergleich zu Zuckerrohr ist es viel komplizierter, den st\u00f6rrischen Pflanzenfasern die begehrten Zucker zu entrei\u00dfen. Zorn und ein gutes Dutzend anderer deutscher Forschergruppen suchen systematisch nach Enzymen, die langkettige Cellulose und den ebenso stabilen Holzstoff Lignin schnell und effizient aufspalten k\u00f6nnen. F\u00fcndig wurden sie unter anderem in Pilzen, die von Natur aus zur Holzzersetzung f\u00e4hig sind. Doch der Prozess, diese Enzyme aus Pilzkulturen zu gewinnen, ist langwierig und teuer. Abhilfe k\u00f6nnte ein neues Verfahren schaffen, bei dem schnell wachsende Mikroorganismen die Enzyme in gro\u00dfer Menge herstellen.<\/p>\n Auf diesem Weg gibt es jetzt erste Erfolge: “Industrie macht Sprit aus Stroh”, titelte das Biotechnologie-Fachmagazin “transkript” in seiner Septemberausgabe. Forscher der M\u00fcnchner S\u00fcd-Chemie AG haben ein Verfahren entwickelt, das zwar noch nicht so wirtschaftlich ist wie der Zuckerrohrprozess, aber erstmals ohne teure Enzymzugaben auskommt. “Bei der Herstellung von Ethanol aus Cellulose liegen wir bei einigen Rohstoffen schon jetzt im Preisbereich herk\u00f6mmlich hergestellten Bioethanols”, erkl\u00e4rt Andre Koltermann, Forschungsleiter der S\u00fcd-Chemie.<\/p>\n Bisher wurde das Sunliquid genannte Verfahren nur in kleineren Pilotanlagen getestet. Bald wollen die Forscher zeigen, dass ihr Prozess auch im Industriema\u00dfstab funktioniert und wirtschaftlich ist. In Straubing entsteht bis Ende 2011 eine 16 Millionen Euro teure Demonstrationsanlage mit einer Kapazit\u00e4t von 2000 Jahrestonnen Ethanol aus Cellulose. Das Bundesforschungsministerium und das Land Bayern steuern noch einmal je f\u00fcnf Millionen Euro f\u00fcr Begleitforschungsprojekte bei.<\/p>\n Die Entwickler der S\u00fcd-Chemie haben gleich mehrere Probleme gel\u00f6st, die der wirtschaftlichen Umwandlung des Strohs in Zucker und Ethanol bisher im Wege standen. Statt teure strohzersetzende Enzyme zuzukaufen, setzen sie gentechnisch ver\u00e4nderte Mikroorganismen ein. Diese stellen die ben\u00f6tigten Enzyme direkt in den Reaktoren der Anlage her und zerlegen so das Stroh in seine Zuckerbestandteile. Anschlie\u00dfend verg\u00e4ren spezielle Hefen die Zucker zu Ethanol. Ihr Stoffwechsel wurde so umgebaut, dass sie auch die normalerweise f\u00fcr Hefepilze nicht nutzbaren Zuckerarten Xylose und Arabinose in Alkohol verwandeln. Selbst der bei der Strohzersetzung zur\u00fcckbleibende Holzstoff Lignin wird verwertet. Er liefert die Energie, um die Anlage zu betreiben.<\/p>\n Der bei Sunliquid entstehende Cellulosesprit lie\u00dfe sich analog zum Zuckerrohrethanol chemisch zu Polyethylen weiterverarbeiten, erkl\u00e4rt Koltermann. Aus den Zuckern k\u00f6nnen zudem weitere Basischemikalien hergestellt werden, als Alternative zu petrochemisch erzeugten Grundstoffen. Besonders attraktiv an dem Prozess ist, dass Stroh \u2013 im Gegensatz zu Zuckerrohr \u2013 weltweit in gro\u00dfen Mengen verf\u00fcgbar ist. S\u00fcd-Chemie arbeitet bereits an der Optimierung des Verfahrens f\u00fcr die drei weltweit h\u00e4ufigsten Stroharten: das in Asien verbreitete Reisstroh, die Zuckerrohrbagasse in Lateinamerika und das in den USA und Europa anfallende Getreidestroh.<\/p>\n Richtig wirtschaftlich w\u00fcrde die Nutzung von Stroh- oder Holzabf\u00e4llen als Rohstoffquelle f\u00fcr die Chemieindustrie nach Experteneinsch\u00e4tzung allerdings erst, wenn es gel\u00e4nge, neben den Zuckern auch das Lignin nicht nur energetisch zu nutzen, sondern ebenso komplett in Wertstoffe umzuwandeln. In Erd\u00f6lraffinerien ist diese totale Verwertung der einflie\u00dfenden Rohstoffe in jahrzehntelanger Optimierungsarbeit gelungen. Biotechnologen, Ingenieure und Chemiker wollen das jetzt auf nachwachsende Rohstoffe \u00fcbertragen.<\/p>\n In die Bioraffinerie-Forschung flie\u00dft derzeit weltweit viel F\u00f6rdergeld. Besonders in Deutschland wird die Entwicklung nachhaltiger Produktionsverfahren massiv unterst\u00fctzt. Noch in diesem Jahr beginnen die Bauarbeiten f\u00fcr die erste Bioraffinerie Europas: Im Chemisch-Biotechnologischen Prozesszentrum (CBP) sollen Unternehmen die Chemieproduktion auf Basis nachwachsender Rohstoffe im gro\u00dftechnischen Ma\u00dfstab erproben k\u00f6nnen. Standort des Pionierprojektes ist Leuna in Sachsen-Anhalt.<\/p>\n Das Interesse vonseiten der Industrie ist gro\u00df. Bayer, Evonik oder Wacker Chemie sind nur einige der bekannteren Unternehmen, die den Wandel weg vom Erd\u00f6l aktiv vorantreiben. “Die Nutzung nachwachsender Rohstoffe setzt sich auf breiter Front durch”, sagt der Gie\u00dfener Biotechnologe Holger Zorn. “Es gibt keine gro\u00dfe Chemiefirma, die sich hier nicht engagiert.”<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Luis Nitschke hat gut lachen. 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