Aus der Branche

• Renewable Carbon Initiative (RCI) veröffentlichte ein Grundlagenpapier zur Defossilisierung der Chemie- und Werkstoffindustrie mit elf Empfehlungen an die Politik

Die Renewable Carbon Initiative, ein Interessenverband, dem mehr als 30 Unternehmen aus der Chemie- und Werkstoffindustrie angehören, wurde 2020 mit dem Ziel gegründet, beide Branchen bei der Herausforderung zu unterstützen, die Klimaziele der Europäischen Union und die gesellschaftlichen Erwartungen in Sachen Nachhaltigkeit zu erfüllen. Dafür muss die Industrie mehr tun, als lediglich Energie aus erneuerbaren Quellen zu nutzen. Da eine Dekarbonisierung für die Chemie- und Werkstoffindustrie nicht möglich ist, weil Kohlenstoff ihren unverzichtbaren Grundstoff bildet, braucht es alternative Strategien. Deshalb hat die RCI ein umfassendes Strategiepapier zu der Frage veröffentlicht, wie erneuerbarer Kohlenstoff als Grundlage für nachhaltige Kohlenstoffkreisläufe nutzbar gemacht werden kann.

Die RCI geht damit den Kern der Klimafrage an: 72 % des menschengemachten Klimawandels gehen unmittelbar auf fossilen Kohlenstoff zurück, der aus der Erde entnommen wird. Um dem Klimawandel möglichst schnell zu begegnen und das Menschheitsziel eines geringeren Treibhausgasausstoßes zu erreichen, müssen die Entnahme fossilen Kohlenstoffs so schnell wie möglich und im großen Maßstab verringert werden.

Im Energie- und Verkehrssektor bedeutet dies, erneuerbare Energien, Wasserstoff und Elektromobilität ehrgeizig und mit hohem Tempo auszubauen, um beide Sektoren zu „entkarbonisieren“. Die EU hat hier bereits ambitionierte Ziele dafür aufgestellt und wird dies auch weiterhin tun – ein Beispiel ist das jüngst auf den Weg gebrachte Maßnahmenpaket „Fit for 55“.

Bislang wurden jedoch andere Wirtschaftszweige, die fossilen Kohlenstoff nutzen, bei diesen Maßnahmen größtenteils außer Acht gelassen. Die Chemie- und Werkstoffindustrie hat einen hohen Kohlenstoffbedarf und kann auf Kohlenstoff grundsätzlich nicht verzichten, da die meisten Erzeugnisse auf Kohlenstoff basieren. Anders als der Energiesektor lassen sich diese Branchen also nicht dekarbonisieren, da sie auf Kohlenstoffmoleküle angewiesen sind.

Das Pendant zur Dekarbonisierung der Energiewirtschaft durch erneuerbarer Energien in der Chemie- und den nachgelagerten Werkstoffindustrien kann daher nur mit erneuerbarem Kohlenstoff erreicht werden. Beide Strategien setzen darauf, keinen fossilen Kohlenstoff mehr aus der Erde zu entnehmen und lassen sich daher unter dem Begriff der „Defossilisierung“ zusammenfassen.

Um die Abhängigkeit der Chemieindustrie von fossilem Kohlenstoff zu beenden, muss die Frage beantwortet werden, welche alternativen Kohlenstoffquellen künftig genutzt werden könnten. Entwicklungen in den Biowissenschaften und der Chemie haben neue erneuerbare und zunehmend auch bezahlbare Kohlenstoffquellen aufgetan, die Alternativen für eine nachhaltigere Chemie- und Werkstoffwirtschaft eröffnen. Zu diesen alternativen Quellen gehören Biomasse, CO2-Nutzung und Recycling. Zusammengefasst werden sie unter dem Begriff „erneuerbarer Kohlenstoff“. Dieser bildet eine Leitplanke, an der sich der gesamte
Sektor orientieren kann, ohne jedoch zu sehr eingeengt zu werden. So kann die Industrie neue Wege gehen, um die Nutzung fossilen Kohlenstoffs aus der Erde zu beenden.

Die systematische Umstellung auf erneuerbaren Kohlenstoff erfordert dabei nicht nur beträchtliche Anstrengungen seitens der Industrie, sondern muss auch durch entsprechende politische Rahmenbedingungen, die technologische Entwicklung und umfangreiche Investitionen flankiert werden. Um den Ausstieg aus dem fossilen Kohlenstoff schnell und in großem Umfang zu bewerkstelligen, braucht es Unterstützung seitens der Politik. Dabei sollte der Schwerpunkt auf einem verantwortungsvollen Kohlenstoffmanagement liegen, das einerseits die Belastungsgrenzen unseres Planeten respektiert und andererseits der ganzen Gesellschaft zugute kommt. Dazu muss eine umfassende Strategie für das Kohlenstoffmanagement aufgestellt werden, die auch spezifische regionale und anwendungsbezogene Fragestellungen berücksichtigt, um auf dieser Grundlage dann die
nachhaltigste Kohlenstoffquelle aus den verfügbaren Alternativen auszuwählen. So kann die komplizierte Umstellung vom bislang genutzten fossilen Kohlenstoff hin zu erneuerbaren Energien und erneuerbarem Kohlenstoff in sämtlichen Industriezweigen gelingen.

Die RCI hat elf Empfehlungen an die Politik zu den Themen erneuerbarer Kohlenstoff, Kohlenstoffmanagement, Transformation der Chemieinfrastruktur und Umwandlung von Biokraftstoffanlagen in Chemikalienlieferanten formuliert. Das Positionspapier Renewable Carbon as a Guiding Principle for Sustainable Carbon Cycles (Erneuerbarer Kohlenstoff als Grundlage nachhaltiger Kohlenstoffkreisläufe) steht ab sofort kostenlos in einer Kurz- und
einer Langfassung zum Download bereit.

Link zum Download: https://renewable-carbon-initiative.com/media/library/

Über 200 Vertreter*innen aus der Faserverbundbranche, dem Bauwesen und der Wissenschaft nahmen im Januar 2022 am Abschlussforum des BMBF-Innovationsforums „FiberBuild – Faserverbundindustrie erschließt Bauwesen“ teil, um das Potenzial von faserverstärkten Werkstoffen für Bauanwendungen zu diskutieren, neue Geschäftsfelder zu analysieren und sich branchenübergreifend zu vernetzen. Zu dem zweitägigen Online-Event hatte der Projektinitiator, das Fachnetzwerk CU Bau des Composites United e V., eingeladen.
 
Über 200 Interessenten waren der Einladung gefolgt und erhielten Einblicke in die Welt der Faserverbundwerkstoffe. Neben einer Studie zum Marktpotenzial dieser Materialien im Bauwesen sowie dem Konzept einer Ideen-TransferPlattform stellten Referenten aus dem gesamten DACH-Raum ihre bisherigen Erfahrungen mit Produkten aus faserverstärkten Werkstoffen für bspw. Brückenbauten und -sanierungen, Türme und Masten, Leichtbaudächer oder -fassaden vor.

Diese Werkstoffe zeichnen sich insbesondere durch überzeugende strukturelle Eigenschaften bei vergleichsweise niedrigem Materialeinsatz aus und bieten somit ökologische Vorteile. Durch die höhere Lebensdauer, reduzierte Wartungsaufwände, einfache Handhabung und geringere Transportlasten bieten sie gleichzeitig auch ökonomische Vorzüge. Sie erlauben ebenfalls eine besondere Designfreiheit und die Integration von erweiterten Funktionalitäten, wie etwa die Schadensüberwachung durch integrierte Sensoren.

Am zweiten Veranstaltungstag lag der Fokus auf der Bauindustrie, die sich aktuell mit der Forderung nach klimaschonenden und nachhaltigen Werkstoffen und Technologien konfrontiert sieht. Benötigt werden material- und energieeffiziente Lösungen zur Reduktion von CO2-Emissionen. Faserverbundverstärkte Baustoffe können hier Lösungen aufzeigen.

Außerdem setzen die stagnierende Produktivität sowie der andauernde Fachkräftemangel bei steigenden Personalkosten die Baubranche zusätzlich unter Druck. Hier bieten sich Ansatzpunkte über digitales, vollautomatisiertes Bauen sowie Produktionssysteme mit mehr Standardisierung bzw. einer Vorfertigung in der Fabrik. Leichtbauweisen mit Faserverbunden verfügen über einen hohen Vorfertigungsgrad, durch additive Fertigungsverfahren (z. B. 3D-Druck) können Planungsdaten zeit- und kosteneffizient direkt vor Ort in die Ausführung übertragen werden.

Die größte Hürde für den flächendeckenden Einsatz von faserverstärkten Bauprodukten ist aber das Baurecht. Im Gegensatz zu bekannten, herkömmlichen Baumaterialien fehlen für faserverstärkte Werkstoffe grundlegende Normenwerke und bauaufsichtliche Regelungen. Daraus entsteht für jedes Projekt die Notwendigkeit einer Zustimmung im Einzelfall, einer gutachterlichen Stellungnahme sowie von experimentellen Untersuchungen. Dies ist mit zusätzlichen Kosten und Zeitaufwand verbunden, was einen Einsatz von neuen Werkstoffen natürlich erschwert. Die Schwierigkeiten bei der Zusammenfassung in einer Norm entstehen auch durch die Werkstoffvielfalt und die unterschiedlichen Herstellungsprozesse. So sind verschiedene, kombinierbare Harz- und Fasersysteme am Markt, unterschiedliche Fertigungstechnologien sind ausschlaggebend für Toleranzen im Material. Die ersten normativen Grundlagen entstehen aktuell auf Bemühungen des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton (DAfStb).  

„Wir haben an beiden Eventtagen gesehen, wie die Zukunft der Baubranche aussehen kann“, resümierte Roy Thyroff, Geschäftsführer des CU Bau. „Für den Einsatz von nichtmetallischen Bewehrungen sind umfassende Kenntnisse zu Material- und Tragverhalten notwendige Voraussetzung. In anderen Industrien, wie der Luftfahrt oder dem Automobilbau, werden Faserverbund-Bauteile schon in Serie gefertigt, da Forschung und Testing dort schon viel weiter vorangeschritten sind. Das Fachnetzwerk CU Bau ist die richtige Plattform um diese Lücke auch für den Bausektor zu schließen. Wir werden branchenübergreifend und werkstoffneutral Wissenschaft und Praxis miteinander verbinden.“  
 
Weitere Informationen zum Projekt online: https://composites-united.com/projects/fiberbuild/

• Berufsbegleitendes Studium
• Mit DYNERGY zum »Cross-Industry Manager«

Für die Energie- und Rohstoffwende muss sich die Wirtschaft neu aufstellen: weg von großen stationären Anlagen und fossilen Rohstoffen hin zu kleinen flexiblen Einheiten mit variierenden Einsatzstoffen und der Nutzung von erneuerbaren Energien. Für diesen Wandel brauchen Unternehmen Fachkräfte mit Know-how zur Dynamik von Energie- und Rohstoffsystemen. Einen Weg, diese Expertise auf- und auszubauen, bieten die FernUniversität in Hagen und das Fraunhofer UMSICHT mit dem interdisziplinären Studium zur Dynamik der Sektorenkopplung DYNERGY. Die berufsbegleitende Weiterbildung startet zum Sommersemester 2022, Einschreibungen sind bis zum 1. März möglich.

Das modulare Angebot richtet sich an Fach- und Führungskräfte – insbesondere Planungsverantwortliche, Projektleitende und -mitarbeitende sowie Prozess-, Betriebs-, Versorgungs- und Energieingenieur*innen. Aber auch Berufs- und Quereinsteiger*innen aus Unternehmen, Kommunen, Verbänden oder Behörden mit Interesse an der Energie- und Rohstoffwende können teilnehmen.

Im Fokus: Sektorenkopplung und cross-industrielle Verbünde
In drei Modulen erarbeiten sich die Studierenden eine fundierte und anwendungsorientierte Begriffs- und Verständnisbasis zu Sektorenkopplung und cross-industriellen Verbünden. Konkret befassen sie sich mit der Frage, wie sie Energie- und Produktionssysteme für sich verändernde Märkte und Rahmenbedingungen gestalten können – und zwar unabhängig von Prozessen und Branchen. Im Themenbereich »Dynamik von Energie- und Rohstoffsystemen« liegt der Fokus auf dynamischen Vorgängen bei der Kopplung von Energie- und Rohstoffsystemen. Hierbei stehen insbesondere Prinzipien der numerischen Modellierung, Simulation und Optimierung von Energie- und Prozesssystemen auf dem Lehrplan.

Lernen via Selbststudium, Modeling based Learning und Online-Veranstaltungen
Das Lernen erfolgt in erster Linie via Selbststudium: Die Teilnehmenden erhalten ein digitales Skript sowie den Zugang zu einer webbasierten Programmierungsumgebung. Dort können sie im Modeling based Learning die Modellierung relevanter Energie- und Produktionssysteme mit Python anhand praxisrelevanter Beispiele sowohl in Einzel- als auch in Gruppenarbeit üben und vertiefen. Darüber hinaus befassen sie sich die Teilnehmenden mit Digitalisierung in der Verfahrens- und Energietechnik, in dessen Rahmen die Möglichkeit besteht, eigene Erfahrungen mit Sensoren, Datenerfassung und Datennutzung in Modellen zu sammeln.

Abschluss als »Cross-Industry Manager«
Wer sich auf diesem Wege zum »Cross-Industry Manager« qualifiziert, erhält ein Zertifikat mit einem Gesamtumfang von 15 ECTS gemäß § 62 des Hochschulgesetzes Nordrhein-Westfalen. Weitere Details zum Abschluss der Weiterbildung sowie zu Inhalten, Aufbau und Betreuung liefern zwei kostenlose Info-Veranstaltungen am 20. Januar und 17. Februar 2022, jeweils von 17.30 bis 18.30 Uhr (digital). Anmeldungen sind über www.weiterbildung-dynergy.de möglich.

• Mehr als 30 führende Unternehmen aus dem Chemie- und Werkstoffsektor begrüßen die jüngsten Positionspapiere aus Brüssel, Berlin und Düsseldorf

Die politischen Voraussetzungen für erneuerbaren Kohlenstoff aus Biomasse, CO2 und Recycling zur Vermeidung fossilen Kohlenstoffs in der Chemie- und Werkstoffindustrie haben sich in Europa grundlegend verändert. Erstmals wird in den Verlautbarungen von Politikern aus Brüssel und Deutschland berücksichtigt, dass eine Dekarbonisierung allein nicht ausreicht und es wichtige Industriezweige mit gleichbleibendem oder gar wachsendem Kohlenstoffbedarf gibt. Nun erfahren die nachhaltige Deckung dieses Kohlenstoffbedarfs und die Einführung nachhaltiger Kohlenstoffkreisläufe erstmals Beachtung auf der politischen Bühne. Beides ist entscheidend, wenn man die Chemie- und Werkstoffindustrie nachhaltiger aufstellen will.

Das Ziel besteht dabei in der Schaffung nachhaltiger Kohlenstoffkreisläufe. Hierzu ist ein umfassendes Kohlenstoffmanagement aus erneuerbaren Quellen erforderlich. Dazu zählt Kohlenstoff aus Biomasse, CO2-Abscheidung und -Verwendung (CCU) – wobei die industrielle CO2-Nutzung ein wesentlicher Bestandteil ist – sowie mechanisches und chemisches Recycling von Kohlenstoff. Schließlich wird nur die Nutzung solch erneuerbarer Kohlenstoffströme eine echte Entkopplung der Chemie- und Werkstoffindustrie von fossilen Kohlenstoffträgern ermöglichen. Und nur so kann die Chemieindustrie weiterhin Rückgrat der modernen Gesellschaft bleiben und nachhaltiger werden, um die weltweiten Klimaziele zu erreichen.

Hauptziel der Renewable Carbon Initiative (RCI) ist es daher, eine intelligente Umstellung vom fossilen hin zum erneuerbaren Kohlenstoff zu unterstützen. Dazu soll mehr und mehr Kohlenstoff aus Biomasse, CO2 und Recycling genutzt werden, anstatt zusätzlichen fossilen Kohlenstoff aus der Erde zu entnehmen. Und das ist sehr wichtig, da 72 % der menschengemachten Treibhausgasemissionen unmittelbar mit fossilem Kohlenstoff zusammenhängen. Die RCI fördert dabei alle verfügbaren Träger erneuerbaren Kohlenstoffs, jedoch sind die politischen Voraussetzungen unterschiedlich – je nachdem, ob es gerade um
Kohlenstoff aus Biomasse, aus Recycling oder aus CO2-Abscheidung und -Verwendung (CCU) geht. Insbesondere das CCU-Verfahren wird bislang weder im europäischen Green Deal noch im Paket Fit for 55 berücksichtigt.

Dies dürfte sich nach dem Kommuniqué der europäischen Kommission vom 15. Dezember zu „Nachhaltigen Kohlenstoffkreisläufen“ nun grundlegend ändern. Darin wird eine Haltung vertreten, die einen wichtigen Schritt in die richtige Richtung markiert und zeigt, dass das Thema des eingebetteten Kohlenstoffs im politischen Mainstream angekommen ist. Dies lässt sich auch an aktuellen Äußerungen von Mitgliedern des europäischen Parlaments und am sechsten IPCC- Gutachten ablesen, das demnächst erscheinen soll. Inzwischen wird das CCU-Verfahren als vielversprechende Lösung für nachhaltige Kohlenstoffkreisläufe und als potentiell nachhaltige Alternative für die Chemie- und Werkstoffindustrie angesehen. Zudem taucht der Begriff der „Entfossilisierung“ (Defossilisation) in den politischen Debatten in
Brüssel immer häufiger auf und ergänzt bzw. ersetzt den Begriff der Dekarbonisierung in Bereichen, in denen Kohlenstoff unverzichtbar ist. Die Europa-Abgeordnete Maria da Graça Carvahlo gehört zu einer ganzen Reihe von Politikern in Brüssel, die das CCU-Verfahren für eine wichtige Zukunftsindustrie halten. Die Politik hat das Thema also erkannt und es entwickelt sich eine gewisse Dynamik für CCU. Dabei ist auch die Erwähnung von CCU für eine künftige Politik zur Kohlenstoffentnahme und im Rahmen der Überarbeitung des Emissionshandelssystems (ETS) zu erwähnen.

Da die neuen Grundsatzpapiere exakt mit der Strategie der RCI übereinstimmen, unterstützen die mehr als 30 Verbandsmitglieder die neue Entwicklung mit  Nachdruck und sind bereit, die Politik mit Daten und detaillierten Vorschlägen zu versorgen. So sollen die Schaffung nachhaltiger Kohlenstoffkreisläufe und ein solides Kohlenstoffmanagement aktiv unterstützt werden. Es folgt ein Überblick über die einschlägigen politischen Grundsatzpapiere.

Brüssel: Kommuniqué zu „nachhaltigen Kohlenstoffkreisläufen“
Am 15. Dezember veröffentlichte die EU-Kommission ein Kommuniqué zum Thema „nachhaltige Kohlenstoffkreisläufe“. Erstmals wird darin die wichtige Rolle des Kohlenstoffs für verschiedene Industriezweige klar benannt. Zu den wichtigsten Aussagen des Papiers gehört die erstmals uneingeschränkte Anerkennung des CCU-Verfahrens als Lösung für die Kreislaufwirtschaft unter Einschluss CCU-basierter Kraftstoffe. Das Kommuniqué unterscheidet im Bereich der Kohlenstoffbeseitigung zwischen biologischem, fossilem und direkt aus der Luft entnommenem CO2 und kündigt zudem eine genaue Überwachung der
einzelnen CO2-Ströme an. Doch nicht nur das CCU-Verfahren wird als wichtiger Eckpfeiler für die Zukunft angesehen, sondern auch Kohlenstoff aus der Bioökonomie. Hier wird der Begriff des „Carbon Farming“
aufgegriffen, der sich auf ein besseres Bodenmanagement bezieht. Damit soll die Kohlenstoffbindung in lebender Biomasse, totem organischem Material und Böden durch eine verbesserte Kohlenstoffbindung oder geringere Kohlenstoffemissionen verbessert werden. Zwar ist dieListe natürlicher Kohlenstoffspeicherverfahren unserer Auffassung nach nicht abschließend; dennoch befürworten wir die Haltung des Grundsatzdokuments, ein nachhaltiges Boden- und Forstmanagement als eine wichtigere Grundlage für die Bioökonomie zu beachten als lediglich die Bodennutzung als Kohlenstoffsenke. Überraschend ist, dass chemisches Recycling in dem Kommuniqué an keiner Stelle erwähnt wird, obwohl es eine weitere alternative Kohlenstoffquelle darstellt, mit der sich fossiler Kohlenstoff aus der Erde (in Form von Rohöl, Erdgas oder Kohle) ersetzen lässt.

Berlin: Der Koalitionsvertrag der neuen Regierung – „Mehr Fortschritt wagen. Bündnis für Freiheit, Gerechtigkeit und Nachhaltigkeit“
Ganz Europa wartet gespannt darauf, wie die neue deutsche Regierung aus Sozialdemokraten, Grünen und Freidemokraten die deutsche Klimapolitik gestalten wird. Die neue Reformagenda konzentriert sich insbesondere auf die Solar- und Windenergie sowie Wasserstoff. Die Solarenergieleistung soll bis 2030 auf 200 Gigawatt gesteigert werden. Zudem sollen zwei Prozent der Landesfläche für Windkraftanlagen genutzt werden. Für grünen Wasserstoff soll eine Wasserstoffinfrastruktur aufgebaut werden, die in Zukunft das Rückgrat des Energiesystems bilden soll. Sie wird außerdem für synthetisch erzeugte Treibstoffe und eine nachhaltige Chemieindustrie benötigt. Darin kann man ein klares Bekenntnis zum CCU- Verfahren erkennen. Einen weiteren Schwerpunkt bilden die Themen Kreislaufwirtschaft und Recycling. Eine höhere Recyclingquote und ein produktspezifischer Mindestgehalt an Recyclingmaterialien und sekundären Rohstoffen soll auf europäischer Ebene verankert werden. Zudem findet sich Im Koalitionsvertrag sich ein klares Bekenntnis zum chemischen Recycling. Mit Blick auf die sogenannte „Plastiksteuer“ in Höhe von 0,80 EUR pro Kilogramm nicht recycelter Plastikverpackung steht der Branche eine große Veränderung ins Haus. Die Steuer wurde bereits von der EU eingeführt, von den meisten Mitgliedstaaten aber nicht oder nur eingeschränkt an Hersteller und Händler weitergegeben. Die neue deutsche Regierung plant nun, die Steuer in voller Höhe auf die Branche umzulegen.

Düsseldorf: Kohlenstoff für den Klimaschutz – Die nordrhein-westfälische Strategie für das Kohlenstoffmanagement
Die RCI begrüßt ausdrücklich, dass Nordrhein-Westfalen als erste Region der Welt eine umfassende „Carbon Management“ Strategie aufgestellt hat. Diese bildet die Grundlage für die Umstellung von fossilen Kohlenstoffträgern auf erneuerbaren Kohlenstoff aus Biomasse, CO2 und Recycling. Darin werden für alle drei alternativen Kohlenstoffströme detaillierte Strategien entwickelt, um die Industrie kohlendioxidfrei zu machen. Dies ist umso bemerkenswerter, als Nordrhein-Westfalen das am stärksten industrialisierte Bundesland ist und über eine bedeutende Chemieindustrie verfügt. Ausgerechnet dort wird nun also der erste Masterplan verabschiedet, um die Industrie von fossilem Kohlenstoff auf Biomasse, CO2 und Recycling umzustellen. Im Erfolgsfall könnte NRW so zu einem weltweiten Pionier für nachhaltiges Kohlenstoffmanagement werden. Zudem könnte sich das Bundesland zu einem Vorbild für viele andere Industrieregionen entwickeln.

Am 27. November 2021 wurde der Wissenschaftspreis für International Sustainable Aviation and Energy Society (SARES Award) an Professor Dr. Thomas Gries vom Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen University verliehen. Die Verleihung fand während der Abschlussveranstaltung des International Symposiums on Sustainable Aviation (ISSA) im Rahmen eines hybriden Formats online und gleichzeitig an der Kasetsart Universität, Bangkok, Thailand statt.

Mit dem Preis würdigte das Komitee den kontinuierlichen Beitrag von Professor Gries und dem Institut für Textiltechnik zur Digitalisierung und Bio-transformation des Textilsektors sowie das Institut als Ort der Innovation für nachhaltige Luftfahrt.

Beispiele hierfür sind unter anderem die Entwicklung von 3D-geflochtenen Keramikmatrix-Verbundbauteilen für Flugzeugtriebwerke, die gemeinsam mit Partnern in einem Horizon 2020-Projekt (EU-Projekt AllOxITD) erforscht wurden. Das laufende Forschungsprojekt Chrysomallos als weiteres Beispiel, das im Rahmen des nationalen Luftfahrtforschungsprogramms in Deutschland gefördert wird, zielt auf die Entwicklung eines völlig neuen und nachhaltigen Hochleistungsisolators für Flugzeugkabinen auf der Basis von Aerogelen. Diese haben bei gleicher Isolierleistung ein deutlich geringeres Gewicht als die bisher verwendeten Glasfasermatten und lösen das Problem der bisher hohen Herstellungskosten von Aerogelen. Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines Dämmstoffs mit reduzierter Dichte (Reduktion über 20 Prozent). Dazu soll ein neuartiger Dämmstoff auf Basis von Aerogel entwickelt werden. Als Grundlage dient ein Aerogel-Vlies (0,06 W/mK bei 28 kg/m³), das bereits im Rahmen einer Dissertation am Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen entwickelt wurde (Mroszczok, J.: 2019).

Die Luftfahrtindustrie ist eine der am schnellsten wachsenden Branchen der Welt. Aufgrund dieser Tatsache und ihrer Bedeutung für die Gesellschaft und die Weltwirtschaft muss sie besondere Anstrengungen in Richtung Nachhaltigkeit unternehmen. Die ISSA, ein internationales, multidisziplinäres Symposium, zielt darauf ab, aktuelle Themen im Bereich der Luftfahrt anzusprechen, wie z. B. die Verbesserung der Treibstoffeffizienz von Flugzeugen, die Förderung des Einsatzes von Biokraftstoffen, die Minimierung der Umweltauswirkungen, die Minderung von Treibhausgasemissionen und die Reduzierung von Triebwerks- und Flugzeuglärm.

Durch die Verleihung ehrt SARES Wissenschaftler und Forscher, die mit ihren Arbeiten zu Fragen der nachhaltigen Luftfahrt einen wichtigen Beitrag auf internationaler Ebene geleistet haben. Die Auswahl basiert auf den wissenschaftlichen Veröffentlichungen des Bewerbers oder Nominierten, dem h-Index, d.h., der Kennzahl für die weltweite Wahrnehmung eines Wissenschaftlers in Fachkreisen, den Projektthemen und den Projektergebnissen.

• Die RadiciGroup und DKB präsentieren den ersten „zirkulären“ Skianzug
• Der Anzug besteht aus recycelten und recyclingfähigen Garnen und erfordert keinerlei Abstriche bei Stil, Design und Gebrauchseigenschaften.
• Athleten des Sci Club RadiciGroup sind die ersten Botschafter für dieses nachhaltige Projekt.

Der erste komplett nachhaltige Skianzug, mit starkem Fokus auf Stil und Design und vollständig neu konzipiert, ist jetzt Realität. Hinter der Entwicklung dieses hochinnovativen Kleidungsstücks stehen zwei herausragende Unternehmen aus dem Raum Bergamo: Die RadiciGroup, ein weltweit führender Hersteller von chemischen Zwischenprodukten, Polyamiden, hochleistungsfähigen Kunststoffcompounds und fortschrittlichen Textillösungen, sowie die auf funktionale Sportbekleidung spezialisierte DKB.

Besonderes Merkmal dieser Kombination aus Jacke und Hose ist das aus RENCYCLE gefertigte Gewebe, einem von der RadiciGroup produzierten Garn, das auf mechanisch recyceltem Polyamid basiert und eine signifikante Senkung des Energieverbrauchs, der CO2-Emissionen und des Wasserverbrauchs ermöglicht. Die Wattierung und zahlreiche andere Elemente des Anzugs, darunter Reißverschlüsse, Klettverschlüsse, Knöpfe und Nahtmaterialien, bestehen ebenfalls aus Polyamid.

Dies ist das Ergebnis der intensiven Zusammenarbeit zwischen der RadiciGroup und DKB bei der Forschung und Entwicklung chemisch ähnlicher Materialien, die sich für solche spezifischen Anwendungen eignen, die besondere technische Eigenschaften erfordern. Dass der Anzug quasi aus einem einzigen Material besteht vereinfacht das Recycling am Ende der Gebrauchsdauer signifikant. Daraus lassen sich neue Polymermaterialien gewinnen, die z. B. zur Herstellung von Komponenten für Skischuhe und -bindungen oder in der Automobil-, Möbel- oder anderen Industrien zum Einsatz kommen können, in denen Hochleistungspolyamide gefragt sind. Der von der RadiciGroup realisierte Anzug ist ein vollständig auf Ökodesign und Kreislaufwirtschaft ausgerichtetes Projekt, deren Prinzipien auf die Welt der Mode und Kleidung übertragen wurden und sich auf der Innenseite der Jacke durch den Claim „Una sostenibilità all’altezza delle nostre montagne“ (Nachhaltigkeit in unseren Bergen) widerspiegeln.

Dazu Angelo Radici, Präsident der RadiciGroup: „Auf dieses Ergebnis bin ich besonders stolz, denn es vereint meine persönlichen und beruflichen Interessen. Ich war schon immer gerne in den Bergen und beim Skilaufen, und gemeinsam mit meinen Mitarbeitern arbeite ich jeden Tag daran, innovative Lösungen zu finden, die zu mehr Nachhaltigkeit unserer Branche beitragen. Dieser Skianzug ist ein anschauliches Beispiel dafür, dass die Welt der Textilien und Bekleidung nachhaltig sein kann, ohne auf Komfort, Design, Ästhetik oder Funktionseigenschaften zu verzichten. Ich werde nicht müde zu betonen, dass die Zusammenarbeit zwischen den verschiedenen Akteuren der Lieferkette von grundlegender Bedeutung für das Ökodesign und die Schaffung von Produkten ist, die die Recycelbarkeit am Ende ihrer Gebrauchsdauer berücksichtigen, um Werkstoffe möglicherweise unendlich lange einsetzen zu können. Wir, die vorgelagerten Hersteller, nutzen gerne unser Know-how in der Werkstoffchemie und unsere Erfahrung im Recycling, um gemeinsam mit unseren Partnern nachhaltige und tragfähige Lösungen in den verschiedenen Branchen, in denen wir tätig sind, zu entwickeln.“

Zahlreiche Produkte unserer Industriegesellschaft wie Stahl, Aluminium, Zement oder Kunststoff bestehen aus Kohlenstoff oder benötigen ihn, um hergestellt werden zu können. Zentrale Ansätze, wie der Umgang mit Kohlenstoff neu und nachhaltig gestaltet werden kann, hat das Ministerium für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie (MWIDE) mit der Carbon Management Strategie NRW vorgelegt. Ziel ist eine klimaneutrale Industrie. Auf einer gemeinsamen Veranstaltung des Thinktanks IN4climate.NRW und des MWIDE hat Wirtschafts- und Energieminister Prof. Andreas Pinkwart mit Expert*innen aus Industrie, Wissenschaft und Zivilgesellschaft die Inhalte diskutiert.

»Für uns ist klar: Kohlenstoff kann Klimaschutz«, so Minister Pinkwart. »Mit unserer Carbon Management Strategie zeigen wir ganz konkret, wie eine klimaneutrale Kohlenstoffwirtschaft in Nordrhein-Westfalen aussehen kann. Wir wollen Kohlenstoff nicht nur reduzieren, sondern auch nachhaltig so oft wie möglich im Kreislauf nutzen und die Gesellschaft transparent einbinden. Wir sind damit das erste Bundesland überhaupt, das sich dem Thema annimmt. So können wir unsere ehrgeizigen Klimaschutzziele erreichen und den Industriestandort von morgen gestalten.«

Eine klimaneutrale Industrie braucht nachhaltige Kohlenstoffquellen
Dr. Iris Rieth, Projektmanagerin für Kohlendioxidwirtschaft und Circular Economy bei IN4climate.NRW: »Eine klimaneutrale Industrie braucht nachhaltige Kohlenstoffquellen. Die Circular Economy und die Nutzung von CO2, dessen Ausstoß nicht vermieden werden kann, müssen wir weiter ausbauen. IN4climate.NRW hat in enger Zusammenarbeit mit Unternehmen und der Wissenschaft wichtige Ansätze erarbeitet, die den unterschiedlichen Industrieprozessen gerecht werden. Die Carbon Management Strategie führt nun die Bausteine der Transformation zusammen und setzt die notwendigen politischen Leitplanken, an denen wir uns in unserer weiteren Arbeit orientieren können.«
Infrastruktur für den Transport von CO2 muss aufgebaut werden

Kohlenstoffdioxid war bislang kein Bestandteil von Infrastrukturplanungen in Deutschland. Dabei wird es auch in Zukunft Prozesse geben, bei denen unvermeidlich CO2 entsteht, wie etwa bei der Herstellung von Zement. Verschiedene Projekte arbeiten bereits daran, CO2 direkt am Ofen abzufangen und anderen Branchen, vor allem der chemischen Industrie, als Rohstoff zur Verfügung zu stellen (engl. Carbon Capture and Utilisation, CCU). Eine Infrastruktur für den Transport muss jedoch erst noch aufgebaut werden.

Konkrete Optionen, wie ein solches Pipeline- und Transportsystem aussehen könnte, hat IN4climate.NRW Mitte Oktober in dem Diskussionspapier »CO2 in einer klimaneutralen Grundstoffindustrie« veröffentlicht. In einem weiteren Diskussionspapier »Circular Economy in der Grundstoffindustrie« hat IN4climate.NRW zudem aktuelle Stoffströme analysiert und Lösungsansätze für eine zukünftige industrielle Circular Economy erarbeitet. Beide Papiere sind maßgeblich in die Carbon Management Strategie des Landes eingeflossen.

An der Paneldiskussion haben neben Wirtschafts- und Energieminister Prof. Andreas Pinkwart teilgenommen:

• Dr. Iris Rieth, Projektmanagerin für Kohlendioxidwirtschaft und Circular Economy bei IN4climate.NRW,
• Prof. Görge Deerberg, stellvertretender Institutsleiter des Fraunhofer UMSICHT,
• Dr. Christoph Sievering, Head of Global Energy and Climate Policy & Site Transformation bei Covestro,
• Arne Grotenrath, Experte für Treibhausgasbilanzierung bei Germanzero sowie
• Michael Theben, Abteilungsleiter Klimaschutz im Ministerium für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie.

Jedes Jahr unterstützt der Förderverein des Fraunhofer UMSICHT zwei Projekte mit einer Anschubfinanzierung. Die finanzielle Starthilfe ebnet den Weg, um vielversprechende Forschungsvorhaben zeitnah zu realisieren. Sein Engagement um den wissenschaftlichen Nachwuchs unterstreicht der Verein mit der Prämierung herausragender Bachelor- und Masterarbeiten. Die diesjährigen Auszeichnungen erfolgten im Rahmen der gestrigen Mitgliederversammlung, auf der evo-Vorstand Christian Basler als neuer Vorstandsvorsitzender des Fördervereins gewählt wurde.

Der UMSICHT-Förderverein ist ein wichtiger Partner des Oberhausener Forschungsinstituts und verfügt über ein großes Netzwerk aus Politik, Wirtschaft und Industrie. Neben der Verleihung des UMSICHT-Wissenschaftspreis ist die gezielte Nachwuchs- und Projektförderung ein zentrales Anliegen des mittlerweile über 30 Jahre bestehenden Vereins. So werden auf der jährlichen Mitgliederversammlung Menschen ausgezeichnet, die innovative Projekte bearbeiten und besondere Arbeit geleistet haben. In diesem Jahr erhielten die UMSICHT-Forschenden Laura Huwald und Tobias Rieger eine finanzielle Zuwendung von je 10 000 Euro für ihre Forschungsvorhaben. Die beiden Studentinnen Sonja Frerich und Hannah Brenner freuten sich über insgesamt 750 Euro Preisgeld für ihre herausragenden Bachelor- und Masterarbeiten.

Neuartige Brennstoffzellen
Laura Huwald, Abteilung Elektrochemische Energiespeicher, untersucht die »Entwicklung und Charakterisierung kohlenstoffbasierter poröser Transportlagen für Brennstoffzellen«. Dank der Substitution durch kohlenstoffbasierte Materialien kann das neuartige Zellkonzept mittels kostengünstiger und langzeitstabiler Komponenten realisiert werden. Ihre Arbeit bietet die Grundlage zur Initiierung eines Nachfolgeprojekts mit Industriebeteiligung, in dem ein Prototyp des neuartigen Brennstoffzellenkonzepts mit den am Fraunhofer UMSICHT entwickelten Bipolarplatten realisiert werden soll.

Innovative Recyclingverfahren für Kunststoffabfälle
Tobias Rieger überprüft im Projekt SubForceH2 das »Chemische Recycling von Kunststoffabfällen zur Substitution fossiler Rohstoffe in der chemischen Industrie und der Erzeugung von Wasserstoff«. Dadurch können z. B. CO2-Emissionen eingespart werden, da der in Kunststoffabfällen gebundene Kohlenstoff nicht durch konventionelle Müllverbrennung freigesetzt, sondern durch die Umsetzung zu chemischen Grundstoffen im Kreislauf gehalten wird. Als Nebenprodukt entsteht zudem Wasserstoff, welcher in zahlreichen industriellen Anwendung benötigt und zur Speicherung von Energie zunehmend an Bedeutung gewinnt.

Masterarbeit: Kunststoffe in Böden
Im Rahmen ihrer Masterarbeit »Entwicklung, Validierung und Anwendung einer Methode zur Untersuchung von Kunststoffemissionen auf landwirtschaftlichen Nutzflächen« entwickelte Hannah Brenner eine praxisorientierte Methode, mit der Bodenproben nach ihrer Entnahme auf dem Feld aufbereitet und hinsichtlich ihres Mikroplastikgehalts analysiert werden können. Ziel ist die Einschätzung der Belastung von Feldflächen durch Kunststoffemissionen und der anschließende Vergleich mit anderen Habitaten. Dadurch soll eine schnellstmögliche Reduzierung des Mikroplastikeintrags in terrestrische Ökosysteme erreicht werden.

Herausragende Bachelorarbeit
Hauptbestandteil von Sonja Frerichs Bachelorarbeit war es, die mechanische Eignung eines neuartigen, am Fraunhofer UMSICHT entwickelten Materials für den Einsatz in Brennstoffzellen zu untersuchen. Im Fokus stand die Umformbarkeit von thermoplastbasiertem Folien-BPP (BPP: Blasextrudiertes Polypropylen), um Gasverteilungsstrukturen für Wasserstoff und Sauerstoff einprägen zu können. Die Vermessung der eingeprägten Strukturen wurde unter anwendungsnahen Bedingungen durchgeführt.

• ADNOC und Borealis bestätigen endgültige Investitionsvereinbarung für Borouge 4 in Ruwais, Vereinigte Arabische Emirate (VAE) mit jährlicher Polyethylen-Produktion von 1,4 Millionen Tonnen
• Das Erweiterungsprojekt umfasst die Errichtung eines 1,5 Millionen-Tonnen-Ethancrackers, zweier hochmoderner Borstar®-Polyethylenanlagen sowie einer Produktionsanlage für vernetztes Polyethylen
• Borouge 4 wird die wachsende Kundennachfrage im Nahen Osten, Afrika und Asien mit differenzierten Polyolefinlösungen für die Bereiche Energie, Infrastruktur und Fortschrittliche Verpackungen bedienen
• Die neue Anlage profitiert von branchenführenden Technologien, welche die Energieeffizienz maßgeblich verbessern und die Emissionen senken, wofür auch eine Studie zur Kohlenstoffabscheidung durchgeführt wird
• Mit dieser Erweiterung wird Borouge zum größten Single-Site-Polyolefinkomplex ausgebaut und die gesamte TA'ZIZ Industrial Chemicals Zone mit Rohstoffen versorge

ADNOC und Borealis AG unterzeichneten die endgültige Investitionsvereinbarung für die vierte Borouge-Anlage („Borouge 4“) im Polyolefin-Produktionskomplex in Ruwais, VAE in Höhe von USD 6,2 Milliarden.

Die Expansion im Weltmaßstab unterstreicht das Engagement beider Partner für das weitere Wachstum von Borouge sowie für eine fortschrittliche Chemikalienproduktion in Ruwais, die eine wesentliche Säule der Technologie-, Innovations- und Industrieentwicklungsstrategie von Abu Dhabi und der Vereinigten Arabischen Emirate darstellt. Borouge produziert essentielle industrielle Rohstoffe, die einerseits an globale Kunden geliefert und andererseits auch von regionalen Unternehmen genutzt werden, was die lokalen Versorgungsketten sowie die Wertschöpfung im Land stärkt.

Borouge 4 wird vom erwarteten Anstieg der Kundennachfrage nach Polyolefinen profitieren, die durch die zunehmende Nutzung in Industrieprodukten im Nahen Osten, Afrika und Asien angetrieben wird. Darüber hinaus wird die Anlage den nächsten Wachstumsschritt des Industriekomplexes Ruwais einläuten, indem sie die TA'ZIZ Industrial Chemicals Zone mit Rohstoffen versorgt.

Borouge 4 wird einen für die Branche Fokus auf Nachhaltigkeit legen und dabei von den jeweiligen Kompetenzen seiner beiden Eigentümer profitieren. Die Anlage wird Borealis‘ unternehmenseigene Borstar-Technologie nutzen, um ein Produktportfolio zu entwickeln, das sich auf langlebige Anwendungen für die Bereiche Energie, Infrastruktur, fortschrittliche Verpackungen sowie Landwirtschaft konzentriert. In Verbindung mit dem Hexen-Co-Monomer wird Borealis‘ einzigartige Technologie die Produktion fortschrittlicher Verpackungsmaterialien ermöglichen, die einen Polyethylen-Recyclinganteil von bis zu 50 % aufweisen.

Vorbehaltlich einer umfassenden Studie könnte eine Kohlenstoffabscheidungsanlage, die die CO2-Emissionen um 80 % reduzieren würde, ebenfalls rechtzeitig bis zur Inbetriebnahme des Borouge-4-Komplexes einsatzfähig sein. Die Anlage ist außerdem so konzipiert, dass sie die jüngsten Initiativen von ADNOC für saubere Energie nutzt und die Kohlenstoffabhängigkeit seiner Stromversorgung durch den Zugang zu den sauberen Energiequellen von Abu Dhabi verringert. Diese Initiativen stehen im Einklang mit der strategischen „Netto-Null bis 2050“- Initiative der Vereinigten Arabischen Emirate.

Die erste Borouge-Anlage, die 450.000 Tonnen Polyethylen pro Jahr herstellt, wurde im Jahr 2001 in Betrieb genommen. Mit „Borouge 2 und Borouge 3 wurde die jährliche Produktionskapazität in den Jahren 2010 bzw. 2014 auf 2 bzw. 4,5 Millionen Tonnen Polyethylen und Polypropylen ausgebaut. Borouge 4 wird eine jährliche Polyolefinproduktion von 6,4 Millionen Tonnen ermöglichen, wodurch Borouge zur weltweit größten Single-Site-Polyolefinanlage wird.

Umfang von Borouge 4:

• ein Ethancracker mit einem jährlichen Output von 1,5 Millionen Ethylen, welcher der vierte Cracker in Borouges integriertem Petrochemie-Komplex in Ruwais sein wird;
• zwei zusätzliche Borstar®-Polyethylen- (PE) Anlagen, beide mit einer Jahreskapazität von jeweils 700.000 Tonnen, welche Borealis‘ hochmoderne Borstar-Technologie der dritten Generation (3G) nutzen;
• eine Produktionsanlage für vernetztes PE (XLPE) mit einer Jahreskapazität von 100.000 Tonnen;
• eine Hexen-1-Anlage, die Co-Monomere für bestimmte Polyethylen-Materialien produzieren wird.

Nach  ihrer  Gründung  am  20.  September  2020  feiert  die  RCI nun in diesem Herbst ihren ersten Geburtstag. Die Bilanz des ersten Jahres ist beeindruckend: Aus 11 Gründungsmitgliedern sind in gerade einmal 12 Monaten 30 Mitgliedsunternehmen geworden. Zahlreiche Webinare, Pressemitteilungen, Hintergrundinformationen, ein Glossar und ein Comic haben das Konzept des „erneuerbaren Kohlenstoffs“ der Öffentlichkeit bekannter gemacht. Die RCI arbeitet derzeit an der Entwicklung eines Labels und betätigt sich in der Politikanalyse. Weitere Aktivitäten sollen im kommenden Jahr folgen.

Schlüssel zum Erfolg ist die Tatsache, dass das Thema erneuerbarer Kohlenstoff in Chemikalien  und  Werkstoffen  für Politik  und  Industrie  zunehmend  an  Bedeutung  gewinnt. Größere Unternehmen müssen ihre Treibhausgasemissionen und die CO2-Bilanz ihrer Produkte künftig  melden.  Die  Ursache  sind  Gesetzesänderungen  im  Rahmen  des  Europäischen Green Deals. In diesem Zusammenhang werden indirekte Emissionen und die Kohlenstoffquellen der Werkstoffe künftig eine deutlich wichtigere Rolle spielen. Die RCI bemüht sich derzeit aktiv darum,  Lösungen  für  Unternehmen  zu entwickeln,  um  den  Wechsel  vom  fossilen  zum erneuerbaren Kohlenstoff zu bewerkstelligen. Dieser kann aus bio-basierten Rohstoffen, CO2-basierten Quellen und per Recycling gewonnen werden. Künftig müssen bei der Meldung der Treibhausgasemissionen zudem auch Scope-3-Emissionen berücksichtigt werden. Dabei handelt  es  sich  um  die indirekten  Emissionen,  die  in  der  Wertschöpfungs-  und  Lieferkette entstehen. Hier sind die eingesetzten Rohstoffe für einen Großteil der CO2-Bilanz verantwortlich. Dabei kommt auch die Kohlenstoffquelle von Chemikalien und Kunststoffen als  wichtiger  Faktor  für  die  CO2-Bilanz  ins  Spiel.  Ohne  eine  Umstellung  von  fossilen  auf erneuerbare  Kohlenstoffe  (aus  Biomasse,  CO2-basiert  oder  recycelt)  können  die  Pariser Klimaschutzziele praktisch  nicht  erreicht  werden,  so  dass  eine  nachhaltige  Zukunft  in  weite Ferne rückt.

Inzwischen engagieren sich bereits 30 innovative Unternehmen in der RCI über Diskussionen und  Öffentlichkeitsarbeit an  der  Umstellung  auf  erneuerbaren  Kohlenstoff.  Dabei  werden sowohl  technische  als  auch  wirtschaftliche Perspektiven  berücksichtigt,  um  die  politischen Rahmenbedingungen entsprechend zu beeinflussen.

Im nächsten Jahr will sich die RCI darauf konzentrieren, ein umfassendes Verständnis für die zu erwartenden politischen Rahmenbedingungen in Europa und der ganzen Welt zu entwickeln. Denn diese werden die Zukunft der Chemie- und Werkstoffindustrie mehr denn je bestimmen. Auf dieser Grundlage soll dann das Konzept des erneuerbaren Kohlenstoffs systematisch in die neuen politischen Leitlinien eingebracht werden. Dies ist bislang nicht ausreichend erfolgt.  
 
Tatsächlich  konzentriert  sich  die  Politik  auf  die  Dekarbonisierung  des  Energiesektors  –  eine echte Herkulesaufgabe von enormer Tragweite. Doch deren Übertragung auf die Chemie- und Werkstoffindustrie  ist  nicht möglich,  da  Kohlenstoff  dort  als  unverzichtbarer  Grundbaustein verwendet wird. Die Kohlenstoffnachfrage dürfte sich in den beiden Branchen bis 2050 sogar noch mehr als verdoppeln. Um diese Nachfrage auf nachhaltige Weise zu decken, müssen wir also  den  Ausstieg  aus  dem  fossilen  Kohlenstoff  bewerkstelligen.  Zum  ersten  Mal  in  der Geschichte  der  Branche  ist  es  nun  möglich,  die  Chemie-  und  Werkstoffindustrie  von  der Petrochemie unabhängig  zu machen und die Nachfrage durch  Biomasse, CO2 und Recycling zu decken. Je schneller wir den Ausstieg aus dem fossilen Kohlenstoff schaffen und je eher wir gangbare  Alternativen  entwickeln,  desto  weniger  CO2  müssen wir  später  wieder  aus  der Atmosphäre extrahieren.