Rohstoffwandel in der Chemischen Industrie – nur noch eine Frage der Zeit

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Biobasierte Lösungsmittel

Der globale Lösungsmittel-Markt wird vom Fraunhofer Institut für System- und Innovations-forschung (ISI) in einer Analyse für das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) auf rund 19,7 Millionen Tonnen pro Jahr geschätzt. Mindestens 12,5 Prozent des gesamten Lösungsmittelmarktes könnten aus pflanzlichen Rohstoffen hergestellt werden, doch bisher sind weniger als 1,5 Prozent erreicht worden. Lösungsmittel sind Flüssigkeiten, die andere Substanzen auflösen, verdünnen oder extrahieren können, ohne dass sich die chemische Zusammensetzung der Substanzen oder des Lösungsmittels selber ändern. Lösungsmittel zählen zu den Gruppen aromatische und aliphatische Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Ketone, Ester, Ether, Glykolether und halogenierte Kohlenwasserstoffe.

Die Produktion der meisten Lösungsmittel erfolgt hauptsächlich ausgehend von fossilen Rohstoffen. Aus Gründen der Nachhaltigkeit und des Umweltschutzes erwartet man, dass sich das Spektrum hin zu den biobasierten Lösungsmitteln verändern wird. Neue biobasierte Lösungsmittel sind z. B. Fettsäuremethylester, die auch als Biodiesel Verwendung finden, sowie Ester der Milchsäure mit Methanol (Methyllactat) oder Ethanol (Ethyllactat), aber auch Naturstoffe wie D-Limonen, das aus Schalen von Citrusfrüchten extrahiert wird.

Ein anderer Trend ist es, konventionelle organische Lösungsmittel durch biogene zu erset-zen. Ein Beispiel hierfür ist die Umwandlung von biobasierter Bernsteinsäure oder Furfural (als Nebenprodukt der Zellstoffindustrie) in Tetrahydrofuran (THF).

Biobasierte Tenside

Biobasierte Tenside sind eine Gruppe von oberflächenaktiven Molekülen, die entweder durch mikrobielle Fermentation oder durch enzymkatalysierte Reaktionen hergestellt werden. Ihr weltweites Produktionsvolumen beträgt nach Angaben des Fraunhofer ISI rund 17 Millionen Tonnen.

Tenside bestehen in der Regel aus einem hydrophoben und einem hydrophilen Teil. Im Fall von biobasierten Tensiden stammt mindestens einer dieser beiden Teile aus nachwachsenden Rohstoffen.

Der biobasierte hydrophobe Teil der Tenside wird gewöhnlich aus Kokosnussöl oder Palmkernöl hergestellt, ein biobasierter hydrophiler Teil aus Kohlenhydraten wie Sorbitol, Saccharose oder Glucose. Der Einsatz tierischer Fette ist stark rückläufig.

Der Markt für biobasierte Tenside hingegen wächst. Spezifische Anwendungen für Biotenside ergeben sich wegen ihrer biologischen Abbaubarkeit und ihrer geringen oder nicht vorhandenen Toxizität in der Farben-, Kosmetik-, Textil-, Agro-, Lebensmittel- und pharmazeutischen Industrie. Als Emulgiermittel werden sie im Bergbau und in der Erzaufbereitung, zur verbesserten Erdölgewinnung und biologischen Sanierung kontaminierter Standorte eingesetzt.

Ausblick

Der Trend geht vor dem eingangs geschilderten Hintergrund ganz klar zum verstärkten Einsatz biobasierter Produkte. Es ist nicht die Frage, ob der Rohstoffwandel in der chemischen Industrie Einzug hält, sondern wann dieser vollzogen sein wird. Da Tenside schon sehr lange aus biologischen Rohstoffen hergestellt werden, wird hier der Wandel verhältnismäßig leicht fallen – sofern adäquate biobasierte Alternativen verfügbar sind.

Im Kunststoffbereich ist abzusehen, dass vorerst nicht die Umweltschutzkriterien Haupttreiber für biobasierte Alternativen sein werden, sondern die einfache Substitution der Rohstoffbasis, wie im Falle von PE und anderen vom Ethylen abgeleiteten Kunststoffen. Allerdings wird die Verfügbarkeit von Ethylen aus Ethanol limitierend sein. Alleine für die Substitution der in Deutschland jährlich verbrauchten 5 Millionen Tonnen Ethylen werden 8,5 Millionen Tonnen Bioethanol benötigt, was dem zehnfachen der deutschen Produktionskapazität für Bioethanol entspricht.

* Dieser Trendbericht wurde von internationalen Fachjournalisten im Auftrag der Dechema zusammengestellt.

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