Ob PET-Flaschen, Folien oder Rohre: Viele Produkte aus der Chemieindustrie bestehen aus kohlenstoffhaltigen Verbindungen. Der Großteil des Kohlenstoffs stammt bislang aus fossilen Quellen. Das macht die Branche nicht nur abhängig von Erdöl- und Erdgasimporten, sondern trägt erheblich zum Ausstoß von Treibhausgasen bei und somit zur Klimaerwärmung.
Die Herausforderung dabei: Anders als andere Industriezweige kann die Chemie nicht vollständig auf Kohlenstoff verzichten. Sie muss vielmehr neue Möglichkeiten erschließen.
In Bewegung: Die Chemiebranche
Strom aus Wind und Sonne ersetzt in Deutschland zunehmend fossile Energieträger. Doch für die Chemieindustrie reicht die Energiewende allein nicht aus. Nach Stahl und Beton ist sie die Industrie, die weltweit am meisten Treibhausgase verursacht.
Um klimaneutral zu werden, muss die Branche nicht bloß ihre Energieversorgung umstellen. Auch die Basis ihrer Rohstoffe und deren Produktionsprozesse müssen verändert werden– vor Kohlenstoff als zentraler Rohstoff für Kunststoffe, Chemikalien und zahlreiche Alltagsprodukte.
Derzeit stammt der Kohlenstoff überwiegend aus Erdöl. Danach reihen sich Erdgas und Kohle ein. Diese Rohstoffe könnte man nachhaltiger einsetzen. Für das Erreichen der Klimaziele, aber auch um unabhängiger von autokratisch geführten Ländern zu werden.
Recycling als eine mögliche Lösung
Kohlenstoff, der bereits in Kunststoffen gebunden ist, soll durch Recycling möglichst lange im Wirtschaftskreislauf bleiben und wiederverwendet werden. Idealerweise wird er mehrfach recycelt.
Beim mechanischen Recycling werden Kunststoffe eingeschmolzen und zu neuen Produkten verarbeitet. 2023 wurden 38 Prozent aller Kunststoffabfälle in Deutschland auf diese Weise recycelt.
Beim chemischen Recycling werden die Kunststoffe hingegen in ihre molekularen Bausteine zerlegt, aus denen anschließend wieder neue Materialien entstehen können. Die aktuellen Verfahren sind jedoch energieintensiv und längst nicht alle Kunststoffarten können chemisch recycelt werden.
Dennoch, langfristig könnte Recycling einen erheblichen Teil des benötigten Kohlenstoffs liefern. Forschende gehen davon aus, dass in einer weitgehend defossilisierten Chemieindustrie etwa die Hälfte des Kohlenstoffbedarfs über Recycling gedeckt werden könnte.
Dennoch, langfristig könnte Recycling einen erheblichen Teil des benötigten Kohlenstoffs liefern. Forschende gehen davon aus, dass in einer weitgehend defossilisierten Chemieindustrie etwa die Hälfte des Kohlenstoffbedarfs über Recycling gedeckt werden könnte.
Nachhaltiger produzieren: Carbon Capture
Eine weitere wichtige Rolle in der Chemieindustrie spielt Carbon Capture. Bei diesem Verfahren wird Kohlendioxid aus der Luft genommen und anschließend gespeichert oder für neue Stoffe weiterverwendet. Allerdings ist CO₂ chemisch sehr stabil. Um daraus Produkte herzustellen, muss derzeit viel Energie aufgewendet werden.
Holz statt fossiler Rohstoffe
Als Ersatz für fossile Rohstoffe ist ebenso der Rohstoff Holz eine Option. In Deutschland wird Holz als Rohstoff bereits in der Bioraffinerie in Leuna in Sachsen-Anhalt genutzt. Dort wird vor allem überschüssiges Buchenholz aus Wäldern sowie Restholz aus Sägewerken verarbeitet. Das Holz kann in mehreren Schritten aufgespalten und zu unterschiedlichen Rohstoffen weiterverarbeitet werden.
Der Holzbestandteil Lignin und flüssige Zuckerlösungen werden bei der Herstellung von Textilien, Verpackungen, Kosmetik, Baustoffen und Reifen bereits verwendet und können fossile Rohstoffe ersetzen.
Vom Labor in die Fabrik
Viele der umweltfreundlicheren Verfahren funktionieren bereits heute in Laboren. Die eigentliche Herausforderung liegt in der industriellen Umsetzung, in den Fabriken.
Während Forschende mit Gramm-Mengen arbeiten, benötigt die Industrie Tonnenmaßstäbe. Hinzu kommen praktische Probleme: Verunreinigungen in Rohstoffen, lange Betriebszeiten und wirtschaftliche Anforderungen.
Außerdem müssen zahlreiche Anlagen erst noch gebaut oder grundlegend angepasst werden. Raffinerien und Chemieanlagen sind meist auf fossile Rohstoffe optimiert. Biomasse oder CO₂ lassen sich nicht ohne Weiteres in bestehende Produktionsprozesse integrieren.
Chemieindustrie als wichtiger Hebel gegen den Klimawandel
2024 war das erste Jahr, in dem die Erde durchschnittlich mehr als 1,5 Grad wärmer war als je zuvor. Ein Jahr später lag der Wert nur knapp darunter. In einem Bericht des Umweltprogramms der Vereinten Nationen steht, dass das Pariser Klimaschutzabkommen nicht mehr zu halten sei und sich die Erde um mehr als 1,5 Grad erwärmen wird. Um die Erde wieder abzukühlen, könnte die Chemieindustrie ein wichtiger Hebel sein.
