Moderne Zellstofffabriken versuchen, alle Bestandteile ihrer Rohstoffe zu verwerten, denn diese Strategie erhöht die Rentabilität und verringert die Umweltbelastung. Häufig stellen jedoch der niedrige Stand der Technik und die Konkurrenz durch billige fossile Brennstoffe Barrieren dar. Zellstofffabriken erzeugen Nebenprodukte, die reich an Hemizellulose sind. Aufgrund der Komplexität der Isolierung und Reinigung von Hemizellulose-Kohlenhydraten weisen diese Nebenprodukte gegenwärtig nur einen geringen kommerziellen Wert auf.
Der hohe Gehalt an Hemizellulose in Holz stellt jedoch eine ungenutzte Ressource für die Herstellung wertvoller Produkte dar, mit der Bioraffinerien erhebliche Einnahmen erzielen könnten. Innerhalb des EU-finanzierten Projekts VEHICLE wurden innovative Verfahren zur effektiven Nutzung dieser hemizellulosereichen Nebenprodukte vorgestellt.
„Wir haben neuartige Technologien zur Optimierung von und Wertschöpfung aus geringwertigen Zuckerströmen demonstriert“, erklärt Projektkoordinator Ed de Jong. „Hauptziel war die Nutzung von Chemikalien auf Pflanzenbasis, die aus erneuerbaren Rohstoffen wie lignozellulosehaltiger Biomasse aus Zellstofffabriken und Non-Food-Rohstoffen aus Bioraffinerien gewonnen werden.“
Neue Bausteine, Materialien und Konsumgüter
Die Projektpartner bauten europaweit neue Wertschöpfungsketten auf, um diese pflanzenbasierten Chemikalien für verschiedene industrielle Anwendungen und Konsumgüter zu liefern. Dazu gehören Verpackungsmaterialien, Zellstoff- und Papierprodukte sowie Güter auf Biokunststoffbasis. Das Ziel lautete, das Geschäftspotenzial bestehender und zukünftiger europäischer Bioraffinerien und anderer Unternehmen der Bioökonomie zu steigern und auf diese Weise innerhalb ihrer Wertschöpfungsketten wirtschaftliche Vorteile und neue Arbeitsplätze zu schaffen.
„Wir konnten die Valorisierung von geringwertigen Zuckerströmen anhand von sechs Demonstratoren für die gesamte Bioraffinerie-Wertschöpfungskette vorführen. Dieser Vorgang umfasste alle Schritte vom Chemieunternehmen über die Polymerherstellung und die Verarbeitung bis hin zum Markeninhaber.“
Laut de Jong handelt es sich bei den sechs neuen biobasierten Bausteinen um folgende: Monoethylenglykol (MEG), Monopropylenglykol (MPG), Diole, Dicarbonsäuren, Glucoson und Fructose. Außerdem wurden fünf neue biobasierte Materialien hergestellt: kompostierbare Biokunststoffe, Bio-MEG, Bio-MPG, Biopolymere auf Non-Food-Basis und biobasierte biologisch abbaubare Polyester. Die Aktivitäten der Projektpartner führten auch zur Entwicklung von sieben neuen biobasierten Konsumgütern. Dazu gehören Bio-PET für Kunststoffflaschen, Bio-Polyester für Folien in Verpackungsmaterialien, kompostierbare Biokunststoffe zur Beschichtung von Extrusionspapier und thermogeformte Schalen, Frostschutzmittel für Flugzeuge und Wärmeübertragungsflüssigkeiten für den Schutz von Motoren und Solarpaneelen.
Bemerkenswerte Verbesserungen in den Punkten Wasserverbrauch, Abfallreduzierung und CO2-Problematik
„Hinsichtlich des Wasserverbrauchs waren die im Lauf von VEHICLE demonstrierten Umwandlungsrouten entweder mit den üblichen Verfahren vergleichbar oder diesen überlegen, wobei die Verbesserungen zwischen 10% und 90% lagen“, erläutert de Jong. „Die Abfallreduzierung wird durch die Aufwertung von Nebenströmen und die Minimierung organischer Abfälle aus Zellstofffabriken mit einer Jahresproduktion von 15.000 Tonnen Zellstoff erreicht. Außerdem trug die Herstellung kompostierbarer und biologisch abbaubarer Materialien dazu bei, das Abfallaufkommen zu verringern.“
Auch die CO2-Emissionen konnten erheblich gesenkt werden. De Jong fügt hinzu, dass die drei demonstrierten Umwandlungsrouten im Vergleich zu bioanlagen- und benzinbasierten Referenzwerten über den Lebenszyklus hinweg CO2-Reduktionen zwischen 40% und 92% bewirken.
Mit den vorhandenen Nutzungsplänen und Geschäftsmodellen bereiten sich die Projektpartner nun auf eine Maßstabserweiterung der Ergebnisse vor. Es wird für jeden der demonstrierten Umwandlungswege ein erhebliches Marktpotenzial prognostiziert, das durch robuste Konsumtrends wie die Nachfrage nach biobasierten Produkten untermauert wird. Diese Prognose wird zudem von den sich ändernden Verordnungen und dem politischen Willen in Europa gestützt, der den Ersatz von Produkten auf fossiler Basis fördert.
Source
Cordis news, Pressemitteilung, 2023-09-22.
Supplier
Avantium Technologies B.V.
Ecohelix SE
Kemira OYJ
MetGen
Novamont S.p.A.
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