chemie-report-Serie „Chemie 4.0 im Detail“ – Teil 12

Zirkuläre Wirtschaft durch Kreisläufe für Kohlenstoff

Neben Digitalisierung ist zirkuläre Wirtschaft ein wesentlicher Bestandteil von Chemie 4.0. Dem Begriff „zirkuläre Wirtschaft“ liegt ein umfassendes Verständnis von Nachhaltigkeit zugrunde. Bei „Kreislaufwirtschaft“ denken in Deutschland dagegen viele vor allem an mechanische Recyclingverfahren. Diese enge Sichtweise muss mit Blick auf die Vielfalt der Chemie erweitert werden.

Das Element Kohlenstoff ist nicht nur Grundlage des Lebens auf der Erde, es ist auch der zentrale Baustein für die Chemie. In Verbindung mit Wasserstoff dient es als Energieträger und Rohstoff. Es ist Bestandteil vieler Chemieprodukte und auch in Abfällen enthalten. In Verbindung mit Sauerstoff bildet Kohlenstoff das Treibhausgas CO2. Der Schlüssel zu einer langfristig nachhaltigen Nutzung natürlicher Ressourcen und zum Klimaschutz liegt deshalb in der Kreislaufführung dieses Elements. Dabei gibt es verschiedene Möglichkeiten (siehe Grafik).

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Quelle: © VCI

Mehr als mechanisches Recycling

In den enger gefassten Materialkreisläufen – etwa für Kunststoffe – kommt sowohl dem mechanischen als auch dem chemischen Recycling eine hohe Bedeutung zu. Chemisches Recycling macht die Umwandlung von Abfall in chemische Bausteine auch für Abfälle möglich, die bisher nicht sinnvoll mechanisch recycelt werden konnten. Zudem hat das recycelte Material die Qualität von Neuware.

Es gibt aber auch Chemieprodukte, die keine Materialien sind, weil sie in anderen Industrien weiterverarbeitet oder verbraucht werden. In diesen Fällen muss man über die Materialkreisläufe hinaus denken, wofür CO2 das Schlüsselmolekül ist. Die direkte Nutzung von CO2 als Synthesebaustein für Chemikalien ist bislang auf wenige Anwendungen begrenzt. Dagegen macht sich die Chemie schon lange die Leistung der Pflanzen zunutze, die CO2aufnehmen und mittels Photosynthese in Biomasse umwandeln. Immerhin 2,7 Millionen Tonnen nachwachsende Rohstoffe werden schon pro Jahr von der chemischen Industrie in Deutschland genutzt.

Die Herausforderungen für den Aufbau weiterer Kohlenstoffkreisläufe sind groß. Zu nennen sind etwa die mangelnde technologische Reife der Verfahren, ein sehr hoher Energiebedarf, insbesondere für die CO2-Nutzung, und nicht zuletzt hohe Investitionen in neue Technologien und Produktionsanlagen, die sich für die Unternehmen rechnen müssen. Wichtige Voraussetzungen für die Etablierung sind daher investitions- und innovationsfreundliche Rahmenbedingungen, Technologieoffenheit und die internationale Wettbewerbsfähigkeit der Chemieunternehmen.

Dieser Artikel ist im chemie report 3/2019 erschienen.

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Ansprechpartner

Dipl.-Kfm. Tilman Benzing

E-Mail: tbenzing@vci.de