Noch ist der Weg hin zur Bio\u00f6konomie lang. Da waren sich die Experten auf der Konferenz \u201eBio-raffiniert\u201c einig, zu der das Fraunhofer-Institut f\u00fcr Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik (Umsicht) vergangene Woche nach Oberhausen eingeladen hatte.<\/p>\n
Doch viele Unternehmen sind mit guten Ideen am Start: Sie nutzen nachwachsende Rohstoffe, lassen Bakterien f\u00fcr sich arbeiten oder gewinnen Substanzen aus Industrieabgasen. Gerade letzteres bietet energieintensiven Unternehmen, etwa der Zement- oder Stahlbranche, eine Zukunft. Denn: \u201eDas Pariser Klimaabkommen bedeutet, ab der zweiten H\u00e4lfte des 21. Jahrhunderts nur so viel Kohlendioxid zu erzeugen, wie wir an anderer Stelle kompensieren k\u00f6nnen\u201c, erkl\u00e4rte der Technologiechef von ThyssenKrupp, Reinhold Achatz.<\/p>\n
Die Industrie muss also umdenken. Dabei hat sie schon zahlreiche L\u00f6sungen gefunden, mit denen eine biobasierte Produktion auch wirtschaftlich interessant wird.<\/p>\n
Biomasse: Aus der Milch des L\u00f6wenzahn etwa stellt Continental \u201egr\u00fcne Reifen\u201c her. Evonik gewinnt aus Pflanzen\u00f6l eine Aminolaurins\u00e4ure, um daraus Polyamid zu synthetisieren. Und Phytowelt GreenTechnologies kann mithilfe von Bakterien den Wirkstoff Eriodictyol produzieren. Die Mikroben sollen dabei Zucker umsetzen, der in einer Bioraffinerie aus Pappeln oder Zuckerr\u00fcben gewonnen wird.<\/p>\n
Bundesweit unterst\u00fctzen Netzwerke solche Entwicklungen: das Cluster Industrielle Biotechnologie (Clib2021) in Nordrhein-Westfalen, die Landesgesellschaft Biopro in Baden-W\u00fcrttemberg oder das 3N Kompetenzzentrum f\u00fcr nachwachsende Rohstoffe und Bio\u00f6konomie in Niedersachsen.<\/p>\n
Wissenschaftler am Fraunhofer-Zentrum f\u00fcr Chemisch-Biotechnologische Prozesse (CBP) in Leuna untersuchen in Pilotanlagen, wie man Holz in seine Bestandteile Lignin und Zellulose zerlegen kann. \u201eAus Zellulose lassen sich Fasern f\u00fcr Textilien, D\u00e4mmstoffe oder Holzwerkstoffe, aber auch Grundbausteine f\u00fcr Kunststoffe gewinnen\u201c, erkl\u00e4rt Gerd Unkelbach, Leiter des CBP. Die Zellulose wird enzymatisch zu Traubenzucker abgebaut, woraus Olefine, Milchs\u00e4ure, Bernsteins\u00e4ure oder Furandicarbons\u00e4ure entstehen \u2013 Grundbausteine f\u00fcr Polymere wie Polyethylen, Polyester, Polyamide oder Polyhydroxyfuranoate.<\/p>\n
Eine organische Chemie aus Biomasse h\u00e4lt Unkelbach also f\u00fcr denkbar, wenn auch f\u00fcr teuer. Denn: \u201eOlefine aus Holz herzustellen wird erst profitabel, wenn der Erd\u00f6lpreis \u00fcber 90 $ pro Barrel liegt.\u201c<\/p>\n
Biomasse sei aber auch nicht unendlich verf\u00fcgbar, grenzt Robert Schl\u00f6gl vom Max-Planck-Institut f\u00fcr Chemische Energiekonversion (CEC) in M\u00fclheim\/Ruhr ein. Zwar wachsen weltweit pro Jahr 4 Mrd. t Kohlenstoff nach, doch m\u00fcssten W\u00e4lder mit hoher biologischer Vielfalt etwa in den Tropen geschont werden. Aus den \u00fcbrigen Baumbest\u00e4nden lassen sich bis zu 1,3 Mrd. t Kohlenstoff industriell nutzen. Was allerdings nur einen geringen Teil des Kohlenstoffbedarfs der weltweiten Chemieindustrie abdeckt.<\/p>\n
Industrieabgase: Es braucht also weitere Kohlenstoffquellen. In Chemie-, Stahl- und Zementwerken wird versucht, Bestandteile der Abgase aufzufangen und stofflich zu nutzen. Etwa bei Thyssenkrupp in Duisburg. Die dortigen H\u00fcttengase enthalten neben CO2 auch Kohlenstoffmonoxid (CO) und molekularen Wasserstoff (H2). \u201eEin erstes Konzept f\u00fcr die Gasreinigung, die Simulation der Umwandlung von H\u00fcttengasen zum Methanol, liegt vor\u201c, sagt Technologiechef Achatz.<\/p>\n
In einem Jahr soll auf dem Firmengel\u00e4nde das Technikum stehen, in dem Simulationen und Laborergebnisse in den industriellen Ma\u00dfstab \u00fcbertragen werden. Achatz: \u201eDie Verwendung von erneuerbaren Energien bedingt einen Betrieb, der mit hoch volatilem Input zurechtkommt.\u201c Dies wurde beim Simulieren ber\u00fccksichtigt. Doch Achatz rechnet nicht vor 2030 damit, dass Substanzen in industriellem Ma\u00dfstab aus H\u00fcttengasen gewonnen werden.<\/p>\n
Wasserstoff: Um Kohlenstoff aus Industrieabgasen zu nutzen, \u201ebraucht es jedoch viel molekularen Wasserstoff\u201c, erkl\u00e4rt Max-Planck-Forscher Schl\u00f6gl. Das Problem: H2 l\u00e4sst sich nur stromintensiv herstellen \u2013 etwa per Elektrolyse, indem Wasser gespalten wird. Die daf\u00fcr n\u00f6tigen Reaktoren k\u00f6nnen derzeit aber nicht auf schnelle Stromschwankungen reagieren. Schl\u00f6gl will dies \u00e4ndern. Erste Erfolge hat sein Team bereits erreicht. Besteht die Anode aus Iridiumoxidhydroxid, l\u00e4sst sich Wasser bei Raumtemperatur unabh\u00e4ngig von Stromschwankungen elektrolytisch spalten. Und sie wird zudem um etwa 10 % effektiver.<\/p>\n
Weil Iridium aber selten und teuer ist, sei dies nicht die L\u00f6sung, sagt Katalyseexperte Schl\u00f6gl. \u201eDoch wir konnten an dem Metalloxid verstehen, wie Wasser gespalten wird.\u201c Nicht das Metallatom sei entscheidend, sondern dass der Sauerstoff im Wassermolek\u00fcl eine besondere Form bildet: das Oxyl-Ion, in dem Sauerstoff einwertig negativ geladen ist. Jetzt will Schl\u00f6gls Team den Effekt an Anoden aus Kohlenstoff nachahmen.<\/p>\n
Energiewende: Nur wenn sich der Wasserstoffbedarf mit \u00fcbersch\u00fcssigem Strom aus erneuerbarer Energie decken l\u00e4sst, ist dies klimapolitisch sinnvoll. \u201eDie Bio\u00f6konomie braucht deshalb die Energiewende\u201c, erkl\u00e4rte Manfred Fischedick. Der Klimaexperte am\u00a0Wuppertal Institut f\u00fcr Klima, Umwelt, Energie spricht von \u201egr\u00fcnem Wasserstoff\u201c.<\/p>\n
Doch um solchen Wasserstoff wie auch um Biomasse wird es in der Wirtschaft verst\u00e4rkt Verteilk\u00e4mpfe geben. Denn auch die Energieversorgung und der Verkehr wollen diese Ressourcen, um CO2-arm zu werden. Aus Biomasse wird bereits W\u00e4rme gewonnen und Kraftstoff produziert; mit gr\u00fcnem Wasserstoff hergestelltes Methan oder Methanol l\u00e4sst sich ebenfalls zum Heizen oder als Kraftstoff nutzen.<\/p>\n
Sehr viel \u00fcbersch\u00fcssiger Strom wird also ben\u00f6tigt, um alle Bed\u00fcrfnisse zu befriedigen. Das Hintergrundpapier \u201eTreibhausgasneutrales Deutschland im Jahr 2050\u201c des Umweltbundesamtes (UBA) nennt Zahlen. Die vollst\u00e4ndige Dekarbonisierung der deutschen Wirtschaft und des hiesigen Verkehrs w\u00fcrde eine Strommenge von 3000 Mrd. kWh ben\u00f6tigen, nur um ausreichend Wasserstoff und die daraus resultierenden synthetischen Kraftstoffe bereitzustellen. \u201eDies entspricht etwa dem F\u00fcnffachen des heutigen Strombedarfs\u201c, so Fischedick.<\/p>\n
Diese Energiemenge auf der Basis heimischer Potenziale bereitstellen zu wollen, sei aber unrealistisch, sagt der Klimaexperte. Effizientere Produkte und Prozesse seien n\u00f6tig. Und die Energiewende m\u00fcsse \u00fcberregional eingebunden werden. Unerl\u00e4sslich daf\u00fcr: die Zusammenarbeit mit wind- und sonnenreichen L\u00e4ndern etwa in Nordafrika und wasserkraftreichen L\u00e4ndern wie Norwegen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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