Aus der Branche

Die Optima Unternehmensgruppe hat Dr. Stefan König zum neuen Chief Executive Officer (CEO) ernannt. Er übernimmt die Rolle von Hans Bühler, geschäftsführender Gesellschafter, der in die Position des Chairman wechselt.

Im April 2024 hat Hans Bühler den Titel des Chief Executive Officer (CEO) an Dr. Stefan König übergeben, der bereits seit 2021 als Geschäftsführer im Unternehmen tätig ist. König bringt über 25 Jahre Erfahrung aus verschiedenen Bereichen des Maschinenbaus mit. Zuletzt war er als CEO der ehemaligen Bosch Packaging Technology GmbH tätig.

Bühler selbst, der über 35 Jahren Sprecher der Geschäftsführung war, wird sich in der vierköpfigen Geschäftsführung als Chairman auf Zukunftsthemen, strategische Entscheidungen und den Gesellschafterkreis fokussieren.

König wird als CEO die Geschäftsführung koordinieren sowie Initia-tiven und Beschlüsse zur Zielerreichung treffen und durchführen. Er teilt sich mit Dr. Johannes-Thomas Grobe die Verantwortung für die vier Geschäftseinheiten Pharma, Consumer, Nonwovens und Life Science inklusive des Bereichs Wasserstoffwirtschaft, sowie die unternehmensübergreifenden Themen Digitalisierung, Nachhaltig-keit und Marketing. Die Zentraleinheiten wie Personal und Finanzen werden von Jan Glass gesteuert. Er wird im Laufe des Jahres sein Amt an seinen designierten Nachfolger Marco Beyl übergeben.

Das Kick-Off-Meeting zum Projekt "Trends und Designfaktoren für Wasserstoffdruckbehälter", das kürzlich bei der AZL Aachen GmbH stattfand, war eine erfolgreiche Veranstaltung, die mehr als 37 Top-Experten auf dem Gebiet der Verbundtechnologien zusammenbrachte. Mit diesem Treffen wurde ein solides Fundament für das Joint Partner Projekt gelegt, das derzeit ein Konsortium von 20 Unternehmen aus der gesamten Wertschöpfungskette der Verbundwerkstoff-Druckbehälter umfasst: Ascend Performance Materials, Cevotec GmbH, Chongqing Polycomp International Corp. (CPIC), Conbility GmbH, Elkamet Kunststofftechnik GmbH, F.A. Kümpers GmbH & Co. KG, floteks plastik sanayi ticaret a.s., Formosa Plastics Corporation, Heraeus Noblelight GmbH, Huntsman Advanced Materials, Kaneka Belgium NV, Laserline GmbH, Mitsui Chemicals Europe GmbH, Plastic Omnium, Rassini Europe GmbH, Robert Bosch GmbH, Swancor Holding Co. Ltd, TECNALIA, Toyota Motor Europe NV/SA, Tünkers do Brasil Ltda.

Das Projekt folgt dem bewährten AZL-Ansatz eines Joint Partner Projekts, das darauf abzielt, Technologie- und Markteinblicke sowie Benchmarking verschiedener Material- und Produktionskonzepte zu ermöglichen und gleichzeitig die Experten entlang der Wertschöpfungskette zu vernetzen.

Das Kick-Off-Meeting diente nicht nur als Plattform, um neue Kontakte zu knüpfen und sich über die Expertise und Interessen der Konsortiumsmitglieder im Bereich Wasserstoffdruckbehälter zu informieren, sondern legte auch den Grundstein für die Ausrichtung der kommenden anspruchsvollen Projektphasen. Als Grundlage für die interaktive Diskussionsrunde erläuterte das AZL den Hintergrund, die Motivation und den detaillierten Arbeitsplan. Im Mittelpunkt des Dialogs standen die Hauptziele, die größten Herausforderungen, der Beitrag zur Wettbewerbsfähigkeit und die Prioritäten, mit denen die Erwartungen der Projektpartner am besten erfüllt werden können.

Die Diskussionen betrafen regulatorische Fragen, die sich wandelnde Wertschöpfungskette sowie die Versorgung mit und die Eigenschaften von Schlüsselmaterialien wie Kohlenstoff- und Glasfasern und Harzen. Das Konsortium definierte Untersuchungen zu verschiedenen Fertigungstechnologien, um deren Ausgereiftheit und potenziellen Nutzen zu bewerten. Konstruktionsauslegungen, einschließlich Liner, Boss-Design und Wickelmuster, werden unter Berücksichtigung ihrer Auswirkungen auf die mobile und stationäre Lagerung eingehend geprüft. Die Gruppe interessiert sich ebenfalls für kosteneffiziente Prüfmethoden und Zertifizierungsverfahren sowie für die Aussichten auf ein Recycling zu Endlosfasern und die Verwendung nachhaltiger Materialien. Es wurde um Einblicke in die künftige Nachfrage nach Wasserstofftanks, in die Bedürfnisse und Strategien der OEMs und in technologische Entwicklungen zur Herstellung wirtschaftlicherer Tanks gebeten.

Die Sitzung unterstrich die Bedeutung von CAE-Entwürfen für Fasermuster, die Eignung von Software und den anwendungsabhängigen Einsatz von duroplastischen und thermoplastischen Entwürfen.

Das erste Report Meeting wird auch den Rahmen für die nächste Projektphase abstecken, in der das AZL Ingenieurteam Referenzdesigns erarbeitet. Diese Designs werden eine Reihe von Druckbehälterkonfigurationen mit einer Vielzahl von Materialien und Produktionskonzepten abdecken. Ziel ist es, Modelle zu entwickeln, die nicht nur die aktuellen technologischen Möglichkeiten widerspiegeln, sondern auch tiefe Einblicke in die Kostenanalyse verschiedener Produktionstechnologien, deren CO₂-Fußabdruck, Recyclingaspekte und Skalierbarkeit bieten.

Das AZL Projekt ist weiterhin offen für zusätzliche Teilnehmer. Unternehmen, die an einer Teilnahme an dieser zukunftsorientierten Initiative interessiert sind, sind eingeladen, sich mit Philipp Fröhlig in Verbindung zu setzen.

Aufgrund ihrer besonderen physikalisch-chemischen Eigenschaften – wasser-, fett- und schmutzabweisend sowie chemisch und thermisch stabil – sind Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS) in vielen zukunftsrelevanten Technologien, aber auch Alltagsprodukten essenziell. Die hohe Stabilität der Verbindungen und ihre allgegenwärtige Verbreitung können auch Gefahren für Mensch und Umwelt, insbesondere in wässriger Umgebung und in Böden. PFAS sind teilweise toxisch, z. B. fortpflanzendgefährdend oder krebserregend. Die EU plant ein pauschales Herstellungs- und Einsatzverbot. Im Rahmen eines Informationsaustauschs besuchte NRW-Umweltminister Oliver Krischer die Cornelsen Umwelttechnologie GmbH, um gemeinsam mit Verantwortlichen der IHK, der ZENIT GmbH und der Business Metropole Ruhr GmbH über die künftigen Herausforderungen bei der Beseitigung von PFAS und im Speziellen über die Aufbereitungstechnologie PerfluorAd® zu sprechen. Ebenfalls dabei war das Fraunhofer UMSICHT als (Mit-)Erfinder der Technologie und Forschungspartner von Cornelsen.

Zukunftsrelevante Technologien wie Brennstoffzellen oder Li-Ionen-Batterien, Alltagsprodukte wie Outdoor-Textilien oder Kosmetika, diverse Funktionsbeschichtungen und Feuerlöschmittel enthalten PFAS. Für zahlreiche der genannten Anwendungen gibt es noch keine fluorfreien Alternativen. Der nationale Wasserstoffrat empfiehlt aus diesem Grund eine vertiefende Forschung und Ausnahmeregelungen, bis umweltfreundliche Lösungen verfügbar sind.

Aufbereitungskosten minimieren und Umwelt schonen
Das Fraunhofer UMSICHT und Cornelsen waren mit Beginn ihrer Forschungsaktivitäten zu PFAS im Jahr 2008 die Ersten in Deutschland, die sich mit deren anspruchsvoller Beseitigung aus kontaminiertem Grundwasser, Sickerwasser und Industrieabwasser beschäftigten. Gemeinsam wurde das patentgeschützte PerfluorAd®-Verfahren entwickelt, mit dem sich PFAS effektiv und kostengünstig aus Löschwasser entfernen lassen. Die am Brandort verbleibenden PFAS-haltigen Reste an Schaum bzw. Wasser werden direkt aufgefangen – z. B. in speziellen Löschwasser-Auffangbecken von Industrieanlagen. Die anschließende Aufbereitung und Dekontaminierung kann, je nach Begebenheit, vor Ort oder extern erfolgen.

Mittlerweile hat Cornelsen viele unterschiedliche Wasseraufbereitungsprojekte und Dekontaminierungen von PFAS-belasteten Systemen durchgeführt. Das PerfluorAd®-Verfahren ist auf weitere Anwendungsfälle übertragbar und lässt sich mit verschiedenen PFAS-Aufbereitungstechnologien wie Ionenaustausch, Membranverfahren oder Aktivkohleadsorption kombinieren.

Während Cornelsen die verfahrenstechnische Umsetzung verantwortet, hat das Fraunhofer UMSICHT in den Bereichen Analytik, Chemie und IP zum Gelingen des PerfluorAd®-Verfahrens beigetragen.

Der Vliesstoffspezialist der Freudenberg-Gruppe – Freudenberg Performance Materials – richtete am 16. September die Sitzung des Nationalen Wasserstoffrats (NWR) an seinem Hauptsitz in Weinheim aus. Als führender Hersteller von technischen Textilen leistet Freudenberg Performance Materials einen Beitrag zur Wasserstoffindustrie mit Komponenten für Brennstoffzellen für Mobilitätsanwendungen sowie für Elektrolyseure zur CO₂-freien Erzeugung von Wasserstoff.

Der Nationale Wasserstoffrat (NWR) wurde von der Bundesregierung berufen und handelt als unabhängiges, überparteiliches Beratungsgremium. Der NWR besteht aus derzeit 25 hochrangigen Expertinnen und Experten aus Wirtschaft, Wissenschaft und Zivilgesellschaft. Zielsetzung ist es, den Staatssekretärsausschuss für Wasserstoff bei der Weiterentwicklung und Umsetzung der Nationalen Wasserstoffstrategie zu begleiten und zu beraten. Der NWR hält seine Sitzungen jeweils bei einem seiner Mitglieder ab, um seine Kenntnisse über die jeweiligen Technologien, Rollen in der Wertschöpfungskette und Herausforderungen zu vertiefen. Mit Dr. Silke Wagener ist eine Vertreterin des Technologiekonzerns Freudenberg als Mitglied des Gremiums benannt worden, sie bringt ihr Know-how aus Zulieferersicht sowie ihre jahrzehntelange Expertise bei technologischen Lösungen für die Wasserstoffindustrie ein.

Freudenberg Performance Materials erläuterte während einer Werksführung die Entwicklung und Produktion von systemkritischen Gasdiffusionslagen aus karbonisiertem Vliesstoff für Brennstoffzellen und poröse Transportlagen für Elektrolyseure. Dabei wurden nicht zuletzt Verbesserungspotenziale aus Zulieferersicht deutlich, beispielweise im Hinblick auf frühestmöglichen Austausch und die Zusammenarbeit entlang der Wertschöpfungskette. Funktionierende, durchgehende und skalierbare Wertschöpfungsketten sowie der gleichzeitige Aufbau und die Skalierung der Wasserstoffinfrastruktur sind entscheidende Voraussetzungen dafür, dass die Wasserstoffindustrie ihrer tragenden Rolle in der Transformation zur Klimaneutralität gerecht werden kann.

Gasdiffusionslagen befinden sich im Herzen von Brennstoffzellen und sind für den Transport von Gasen und Flüssigkeiten in den Zellen verantwortlich. Sie haben einen erheblichen Einfluss auf die Leistung und die Kosten des Systems und sind unverzichtbar für dessen Funktionalität. Gleiches gilt für die porösen Transportlagen, die das Herzstück von Elektrolyseuren für die CO₂-freie Herstellung des sogenannten grünen Wasserstoffs bilden.
 
Brennstoffzellen sind in Verbindung mit grünem Wasserstoff eine wichtige Technologie für die CO₂-freie Mobilität, insbesondere für Busse, Schwerfahrlastzeuge und Züge. Weitere Einsatzfelder sind stationäre Anwendungen, wie die stationäre Stromerzeugung oder die Wärmeerzeugung in Gebäuden und der Industrie.
Außer in der Mobilität spielt grüner Wasserstoff eine zentrale Rolle in der klimaneutralen Energieversorgung der Industrie und dabei speziell in der Chemie- und Stahlindustrie.

Prof. Manfred Renner und Prof. Christian Doetsch leiten ab August 2022 gemeinsam das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT. Als renommierte Wissenschaftler prägten sie zuletzt jeweils als Leiter des Bereichs Produkte und des Bereichs Energie die Ausrichtung des Instituts und folgen auf Prof. Eckhard Weidner, der in den Ruhestand tritt.

Erstmals in seiner Geschichte wird das Fraunhofer UMSICHT von einer Doppelspitze geführt. Beide Institutsleiter starteten ihre berufliche Laufbahn am Institut, ab August gestalten sie gemeinsam dessen Geschicke.

Prof. Manfred Renner ist promovierter Maschinenbauingenieur und spezialisiert auf Verfahrenstechnik und Business Development. Seit 2006 ist er am Fraunhofer UMSICHT in verschiedenen Funktionen beschäftigt und leitete zuletzt den Bereich Produkte mit 126 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern und einem Etat von 14,8 Millionen Euro. Mit seinen vielfach ausgezeichneten Forschungsarbeiten zur wasserfreien Ledergerbung mit verdichtetem Kohlendioxid hat er international Maßstäbe gesetzt. Mit der Entwicklung neuartiger aerogelbasierter Fassadendämmstoffe leistete er einen wesentlichen Beitrag zu umweltschonenden, zirkulären Anwendungen in der Bauindustrie und initiierte viele industrielle Projekte. Technologische Durchbrüche gelangen seinem Team insbesondere bei der Entwicklung einer neuartigen Brandschutzverglasung, die selbst extremster Hitze widersteht. Dafür erhielt sein Entwicklerteam im Oktober 2020 den Joseph-von-Fraunhofer-Preis.

Parallel zur Institutsleitung übernimmt Prof. Renner im August 2022 die Leitung des Fraunhofer Clusters of Excellence Circular Plastics Economy CCPE. In dieser Funktion vertritt er die Fraunhofer-Gesellschaft auf nationaler und europäischer Ebene im Hinblick auf die Transformation von Wirtschaft und Gesellschaft zu einer Circular Economy. Zudem gründet er an der Fakultät für Maschinenbau der Ruhr-Universität Bochum den Lehrstuhl Responsible Process Engineering. Im Rahmen seiner Professur wird er die systemische Entwicklung der Circular Economy auf Unternehmens-, regionaler und europäischer Ebene gestalten.

Prof. Christian Doetsch ist seit mehr als 25 Jahren im Bereich der Energieforschung tätig, die meiste Zeit davon beim Fraunhofer UMSICHT. Als Leiter des Bereichs Energie führte er ein Team von rund 145 Mitarbeitenden und verantwortete einen Etat von etwa 10,4 Millionen Euro. Seine technologischen Schwerpunkte sind Energiespeicher, Power-to-X-Technologien inklusive Elektrolyse-Wasserstoff und chemischer Umwandlung in Wertstoffe, Katalysatoren sowie die Modellierung und Optimierung von Energiesystemen. Sein maßgebliches Ziel ist dabei die Integration erneuerbarer Energien in ein sektorübergreifendes, resilientes Energiesystem.

Doetsch war 2015 Mitgründer des Start-ups Volterion GmbH & Co. KG, das Redox-Flow-Batterien entwickelt. International hohe Sichtbarkeit erzielte er durch das Re-Design von Stacks, einer Kernkomponente von Redox-Flow-Batterien, für die er mit seinem Team und Vertretern von Volterion im Mai 2021 den Joseph-von-Fraunhofer-Preis entgegennahm. Der Energieexperte ist zudem stellvertretender Sprecher der Fraunhofer-Allianz Energie und Task Manager zum Thema Energiespeicher bei der Internationalen Energieagentur IEA. Außerdem ist er Mitinitiator des »Open District Hub e. V.«, einem Verein zur Förderung der Energiewende im Quartier durch Sektorenkopplung.

Seit Januar 2020 ist er Professor für Cross Energy Systems in der Fakultät für Maschinenbau der Ruhr-Universität Bochum. Dort forscht er an den Themen ökologische Bewertung und Resilienz von cross-sektoralen Energiesystemen.

• Das Borvida™-Portfolio ergänzt Borealis‘ umfassende Produktpalette um ein nachhaltiges Basischemikalienangebot
• Das Angebot wird sich zunächst auf Biomasse aus Nicht-Lebensmittelabfällen und chemisch recyceltem Müll stützen; in Zukunft wird auch auf die Abscheidung von Kohlenstoff aus der Atmosphäre zurückgegriffen
• Die Rückverfolgbarkeit der Inhaltsstoffe erfolgt auf der Grundlage der Massenbilanz, die ISCC PLUS-zertifiziert ist
• Dies ist der nächste Schritt auf einem ambitionierten Weg der Nachhaltigkeit, weg von traditionellen fossilen Rohstoffen

Borealis stärkt sein kreislauforientiertes EverMinds™-Produktangebot mit Borvida™, einem Portfolio nachhaltiger Basischemikalien.

Das Borvida-Portfolio wird Basischemikalien und Crackerprodukte (wie Ethylen, Propylen, Buten und Phenol) mit ISCC Plus-zertifiziertem, nachhaltigem Rohstoffgehalt von Borealis‘ Standorten in Finnland, Schweden und Belgien anbieten. Dieser Schritt ist Teil des umfassenderen Engagements von Borealis für eine zukunftsweisende Revolution, mit deren Hilfe die unvergleichlichen Vorteile von Basischemikalien und Polymeren mit minimalen Auswirkungen auf den Planeten genutzt werden können.  

Das Produktportfolio wird zunächst aus Borvida B, das aus Biomasse aus Nicht-Lebensmittelabfällen hergestellt wird, und Borvida C, das aus chemisch recycelten Abfällen erzeugt wird, bestehen.

Später soll die Produktpalette um Borvida A erweitert werden, das aus atmosphärischen Kohlstoffen gewonnen wird. Borvida ergänzt sowohl Bornewables™, eine Palette an Polyolefinen aus erneuerbaren Rohstoffen der zweiten Generation, als auch Borcycle™, das die Produktion kreislauforientierter Polyolefine aus mechanisch und chemisch recycelten Kunststoffabfällen ermöglicht, und ist ein grundlegender Baustein dieser Produkte.

Borealis produziert für zahlreiche Branchen eine breite Palette von Basischemikalien, die auf verschiedenen Rohstoffen wie Naphtha, Butan, Propan und Ethan basieren. In seinen Olefin-Anlagen (Steamcracker und Propan-Dehydrierung) werden diese in die Grundbausteine der chemischen Industrie umgewandelt, unter anderem in Ethylen, Propylen und C4-Kohlenwasserstoffe (Butylenen, Ethyl-tertiär-Butylether (ETBE) und Butadien) sowie in C5-6-Kohlenwasserstoffe (Pygas, Phenol).

Das Fundament des Borvida-Portfolios bildet die Massenbilanz: ein Chain-of-Custody-Modell, das es ermöglicht, den Weg nachhaltiger Stoffe über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg nachzuverfolgen und zu verifizieren – und auf diese Weise Produkte zu liefern, die vom Rohstoff bis zum Endprodukt nachweislich nachhaltig sind. Mithilfe dieses Modells können kreislauforientierte Alternativen, deren Herstellung schnell und ohne Kompromisse in Bezug auf Qualität oder Effizienz skaliert werden kann, auf kosteneffiziente und umweltbewusste Weise angeboten werden.

Borvida kann für eine Vielzahl verschiedener Polymer- und Chemieanwendungen eingesetzt werden, auch über den Polyolefinbereich (PO) hinaus. Nicht-PO-Polymere wie Polycarbonate, Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), superabsorbierende Polymere (SAP) und andere Chemikalien werden für unterschiedlichste Endanwendungen wie Beschichtungen, Weichmacher, Klebstoffe, Automotive, Elektronik, Schmiermittel, Reinigungsmittel, Haushaltsgeräte und Sportgeräte verwendet.

Gemeinsam mit strategischen Partnern, zu denen Neste und Covestro zählen, will Borealis eine langfristige Lösung liefern, die es seinen Partnern entlang der gesamten Wertschöpfungskette ermöglicht, ihre Nachhaltigkeitsziele zu erreichen. Borvida wird unseren Kunden die Chance geben, die Nachhaltigkeit ihrer Produkte zu steigern, um den bevorstehenden gesetzlichen Änderungen einen Schritt voraus zu sein und die steigende Nachfrage nach klimabewussten Produkten zu bedienen.

Covestro gehört zu den ersten Kunden der im Jahr 2020 in kleinerem Umfang eingeführten Palette an erneuerbaren Basischemikalien. „Alternative, nachhaltige Rohstoffe sind auf dem Weg zu unserem strategischen Ziel, vollständig zirkulär zu werden, eine wesentliche Stütze“, erklärt Frank Dörner, Geschäftsführer der Covestro Procurement Services GmbH & Co. „Diese neue Produktlinie ist ein hervorragendes Beispiel für gemeinsame Lösungen, eine weitere strategische Säule, um neue und zuverlässige Lieferketten zu schaffen, zum Vorteil unserer Kunden.“

Von der Komponentenentwicklung für Elektrolyse und Brennstoffzellen über die Erstellung von Konzepten zu Speicherung und Transport bis zur Implementierung sektorenübergreifender Ansätze: Forschende des Fraunhofer UMSICHT liefern aus einer Hand Lösungen zur Bereitstellung und Nutzung von Wasserstoff. Wer Einblicke in Kompetenzen und Dienstleistungen des Instituts gewinnen möchte ist herzlich zu Gesprächen auf der E-world 2022 eingeladen. Das Fraunhofer UMSICHT ist am Gemeinschaftsstand des Landes Nordrhein-Westfalen zu finden.

Dort stellen Wissenschaftler*innen u.a. das Konzept eines ohmschen Reaktors vor. Seine Aufgabe: die dezentrale und flexible Bereitstellung von Wasserstoff durch die Zersetzung von Ammoniak. Das Besondere: Die Forschenden bringen die Wärme nicht von außen ein, sondern – mittels Strom – direkt in den speziell hierfür entwickelten Katalysator. »Dadurch können wir bei deutlich geringeren Temperaturen arbeiten und haben nicht diese große Überschuss-Energie. Konkret versprechen wir uns von diesem Verfahren, dass es die Effizienz bereits existierender Prozesse um wenigstens 20 Prozent verbessert«, so Dr. Andreas Menne, Leiter der Abteilung Low Carbon Technologies.

Darüber hinaus haben Messebesucher*innen Gelegenheit, den DYNAFLEX®-Check kennenzulernen. »Der DYNAFLEX®-Check ist ein Tool zur Selbsteinschätzung, das wir gerade entwickeln. Mit seiner Hilfe können kleine und mittelständische Unternehmen aus dem produzierenden Gewerbe ihre Bedarfe und Herausforderungen im Bereich Sektorenkopplung identifizieren«, erklärt Dr. Esther Stahl, Leiterin der Abteilung Strategische Projekte.

Dass und wie sich solche Ansätze durch cross-industrielle Netzwerke realisieren lassen, ist ebenfalls Thema auf der E-world: UMSICHT-Forschende stellen Projekte und Initiativen vor, bei denen auf regionaler Ebene dezentrale systemische Lösungen erarbeitet und umgesetzt werden. Beispielsweise das Leistungszentrum DYNAFLEX®, welches flexible Lösungen für die Energie- und Rohstoffwende entwickelt sowie in Wirtschaft und Gesellschaft transferiert.

• 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/

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.

Wie entwickeln und nutzen Familienunternehmen in Deutschland Umwelttechnologien, und welchen Beitrag leisten sie zum Umweltschutz? Das untersuchte das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT für die Stiftung Familienunternehmen in der heute veröffentlichten Studie »Technologieatlas Nachhaltigkeit«. Das Ergebnis: Familienunternehmen sind in den 15 wichtigsten Umwelttechnologien sehr aktiv und tragen in hohem Maße zum Klimaschutz, zur Ressourcen- und Energiewende, zur Digitalisierung oder auch zur nachhaltigen Mobilität bei.

Damit Europa bis 2050 der erste klimaneutrale Kontinent wird – so legten es die Staaten der EU im European Green Deal fest - , sind vielfältige Technologien im Bereich der Umwelttechnik notwendig. Welche Technologien und Branchen genau dazu gehören, wie sich diese priorisieren oder bewerten lassen, und wie Familienunternehmen diese voranbringen, untersuchte das Fraunhofer UMSICHT in einer Studie. Das Forschungsteam erstellte einen »Technologieatlas Nachhaltigkeit«, der den gegenwärtigen Stand der Umwelttechnik in Deutschland beschreibt. Hierin wurde speziell der Beitrag von Familienunternehmen identifiziert, und es wurden Perspektiven für zukünftige, nachhaltige Entwicklungen aufgezeigt.

Untersuchte Umwelttechnologien
Folgende Technologien wurden betrachtet: Photovoltaik, Windkraft, Recycling, Biotechnologie, Wasseraufbereitung und Abwasserbehandlung, Wärmepumpen, Batterien, Wärmedämmung (thermische Isolierung), Leichtbau, Smart Home, Wasserstofftechnologie, Luftreinhaltung, Biokunststoffe, E-Fuels und übergreifend die Digitalisierung.  

Die Wissenschaftler*innen erstellten zu jeder Technologie Steckbriefe, die unter anderem Märkte und Arbeitsplätze, spezifische Herausforderungen und Hemmnisse, Innovationen und Zukunftsperspektiven aufzeigen. Die Studie und die Steckbriefe beruhen auf einer intensiven Literaturrecherche, Interviews mit Expert*innen in den Unternehmen und dem Input aus einen Beiratstreffen mit Vertreter*innen aus Familienunternehmen und Vertretern aus der Politik.

Familienunternehmen tragen in großem Maß zur Ressourcenschonung bei
In den Technologiefeldern Photovoltaik und Windkraft sind die meisten Familenunternehmen tätig. Weiterhin weisen die Bereiche E-Fuels, Wasserstoff und Batterien perspektivisch ein starkes Wachstumspotenzial auf. Eins der übergreifenden Ergebnisse: Familienunternehmen übernehmen in der Entwicklung und Anwendung der wichtigsten Umwelttechnologien eine wichtige Rolle. »Sie erachten den Kampf gegen den Klimawandel und Ressourcenschonung als zentrale Aufgabe und leisten wesentliche Beiträge, um die damit verbundenen Herausforderungen zu bewältigen. Sie sind bereit, in Innovationen zu investieren«, erläutert Markus Hiebel, Leiter der Studie und Abteilungleiter Nachhaltigkeit und Partizipation des Fraunhofer UMSICHT.

Wasserstofftechnologien, E-Fuels und Batterien sind Schlüsseltechnologien zur Sektorenkopplung. Die Verbindung über Branchen hinaus erfordert eine hohe Flexibilität der beteiligten Unternehmen – eine Fähigkeit, die insbesondere Familienunternehmen zugesprochen wird. »Unsere Klimaziele werden wir nur mit einer Vielzahl verschiedener und sich ergänzender Aktivitäten und Technologien erreichen. Das Know-How der Familienunternehmen in ihren jeweiligen Nischen ist dafür der wesentliche Schlüssel zum Erfolg«, sagt Stefan Heidbreder, Geschäftsführer der Stiftung Familienunternehmen.

Entscheidend für den weiteren Erfolg ist, dass die Politik technologieoffen agiert. Alle relevanten Umwelttechnologien sollten gleichermaßen berücksichtigt und keine diskriminiert werden. Der politische Rahmen sollte zudem planbar, verlässlich und möglichst global sein. Es braucht auch eine leistungsfähige digitale Infrastruktur sowie eine höhere Verfügbarkeit von Expert*innen.

Wesentliche Innovationstreiber im Bereich der Umwelttechnik sind oft staatliche Regulierungen wie ein Preis für CO2 oder Mindestrecyclingquoten. Um eine verlässliche Steuerungswirkung zu entfalten, sollten diese länderübergreifend gültig sein.

Die Studie ist als PDF zum Download beigefügt.