Aus der Branche

Butadien ist eine wichtige Plattformchemikalie, um Polymere – u.a. für die Produktion von Autoreifen – herzustellen. Bislang wird das Monomer aber meist auf Basis von Erdöl gewonnen. Eine alternative Syntheseroute haben Forschende des Fraunhofer UMSICHT im Rahmen des Projektes Power2C4 untersucht. Im Fokus: ein katalytisches Verfahren unter Einsatz regenerativ erzeugten Stroms.

»Butadien spielt eine wichtige Rolle bei der Herstellung von Polymeren«, ordnet UMSICHT-Wissenschaftler Marc Greuel ein. Neben Polybutadien, das in Autoreifen Anwendung findet, können Polytetrahydrofuran (PTHF), Polybutylenterephtalat (PBT) und Polybutylensuccinat (PBS) aus dem Monomer erzeugt werden. »Der Haken: Aktuell wird Butadien zu 95 Prozent als Nebenprodukt beim thermischen Zersetzen von Rohbenzin zu Ethen gewonnen – unter Ausstoß von Kohlendioxid. Zudem werden die Preise für Butadien perspektivisch ansteigen, da sich die Rohstoffbasis für Ethen immer mehr in Richtung Schiefergas verschiebt und dadurch die Produktionskapazität für Butadien sinkt.« Das Interesse an einem alternativen Herstellungsprozess ist also nicht nur aus Klimaschutzgründen groß.

Die Frage, wie eine nachhaltigere, emissionsärmere und auch günstige Syntheseroute aussehen kann, stand im Zentrum des Projektes Power2C4. Angesiedelt im Kompetenzzentrum »Virtuelles Institut – Strom zu Gas und Wärme« hat es Expertinnen und Experten des Fraunhofer UMSICHT, des Gas- und Wärme-Instituts Essen e.V., des Energiewirtschaftlichen Instituts an der Universität zu Köln, des Forschungszentrums Jülich, der Ruhr-Universität Bochum, des Wuppertal-Instituts und des ZBT Duisburg zusammengeführt. Ihre Zielsetzung: Flexibilitätsoptionen vor dem Hintergrund der Energiewende zu untersuchen. Im Fokus des Teilprojekts Power2C4 stand ein neues katalytisches Herstellungsverfahren unter Einsatz regenerativ erzeugten Stroms. Ausgangspunkt ist Ethanol, das zum Beispiel im Zuge einer Hydrierungsreaktion aus CO2 und elektrolytisch erzeugtem Wasserstoff gewonnen wird. Dieses Ethanol dient in einem zweiten Schritt zur Synthese von Butadien mittels des sogenannten Lebedev-Prozesses.

Vielversprechendes Katalysatorsystem identifiziert
Da der erste Schritt bereits Gegenstand zahlreicher Forschungsaktivitäten ist, konzentrierten sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf die Weiterveredlung des Ethanols zu Butadien und die Verfahrenskopplung beider Schritte. »Wir haben u.a. ein neues Katalysatorsystem auf Basis eines synthetischen Saponiten identifiziert und anschließend synthetisiert«, erklärt Dr. Barbara Zeidler-Fandrich vom Fraunhofer UMSICHT. Die Testung der katalytischen Aktivität erfolgte in einer eigens konstruierten Versuchsanlage. »Aufbauend auf einem ersten Screening haben wir aussichtsreiche Materialien weiter optimiert. Das Ergebnis: Verglichen mit dem unmodifizierten Ausgangsmaterial lässt sich die Butadien-Selektivität im Rahmen der Katalysatoroptimierung deutlich erhöhen. Allerdings ist auch klar geworden, dass noch weiteres Potenzial zur Verbesserung der Katalysatorperformance besteht.«

Nachhaltigkeitsbewertung des Power-to-Butadien-Prozesses
Wie nachhaltig dieser Power-to-Butadien-Prozess wirklich ist, haben Dr. Markus Hiebel und Dr. Daniel Maga vom Fraunhofer UMSICHT in einer Life Cycle Analysis (LCA) untersucht. Beleuchtet haben sie dabei – neben unterschiedlichen Katalysatoren – die Herstellungsmethode von Ethanol und die Relevanz der eingesetzte Energiequelle. »Wir konnten zeigen, dass der Lebedev-Prozess je nach verwendeter Ethanol- und Energiequelle das Potenzial hat, Butadien und damit auch Styrol-Butadien-Kautschuk aus biobasiertem Ethanol oder CO2-basiertem Ethanol herzustellen und CO2-Emissionen zu reduzieren«, so Daniel Maga. »Damit ermöglicht der Power2C4-Prozess die Nutzung alternativer Kohlenstoffquellen.« Besonders die Nutzung von Ethanol aus Restbiomasseströmen wie Bagasse oder Stroh eröffne Wege, Treibhausgasemissionen von Butadien deutlich zu reduzieren. Zudem führe ein Strommix mit immer höheren Anteilen an erneuerbaren Energien zur Möglichkeit, Treibhausgasreduktionen über Carbon-Capture-and-Utilization-Prozesse (CCU) zu realisieren.
 
FÖRDERHINWEIS
Das Kompetenzzentrum »Virtuelles Institut – Strom zu Gas und Wärme« wird gefördert durch das »Operationelle Programm zur Förderung von Investitionen in Wachstum und Beschäftigung für Nordrhein-Westfalen aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung« (OP EFRE NRW) sowie durch das Ministerium für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen.

Mit ihren Textilveranstaltungen engagiert sich die Messe Frankfurt weltweit für die Sichtbarkeit der Nachhaltigen Entwicklungsziele. Dabei arbeitet sie zusammen mit dem Conscious Fashion and Lifestyle Network und dem UN Office for Partnerships. Am 2. Juni kam das internationale Netzwerk am Sitz der Vereinten Nationen zur ersten Jahrestagung zusammen.

Bereits seit mehr als 15 Jahren macht die Messe Frankfurt auf ihren weltweiten Textilveranstaltungen unter dem Dach des Texpertise Network auf das Thema Nachhaltigkeit aufmerksam, gibt spezielle Messe-Guides heraus, initiiert Talkrunden, bietet geführte Touren zu Aussteller*innen mit entsprechendem Portfolio, erstellt Materialgallerien mit nachhaltigen Textilinnovationen und veranstaltet eigene Events, wie etwa die Neonyt, ausschließlich zu nachhaltiger Mode. Seit 2019 arbeitet die Messe Frankfurt mit dem Conscious Fashion and Lifestyle Network und dem UN Office for Partnerships zusammen, um zusätzlich die Nachhaltigen Entwicklungsziele (SDGs) auf ihren weltweiten Textilveranstaltungen bekannt zu machen und so einen Beitrag zu deren Erreichung in der Mode- und Textilindustrie zu leisten. Am 2. Juni kam das internationale Netzwerk aus Vertreter*innen der Mode- und Lifestyle-Branche, Medien, Regierungen und UN-Institutionen zu seiner ersten Jahrestagung am Hauptsitz der Vereinten Nationen in New York zusammen – mit dabei das Texpertise Network der Messe Frankfurt.
 
In Anbetracht der enormen Auswirkungen des Mode- und Lifestyle-Sektors auf Mensch und Umwelt gab das Jahrestreffen des Conscious Fashion and Lifestyle Network einen Überblick darüber, wie die Plattform ein transparentes, umfassendes und transformatives Engagement globaler Stakeholder fördert, um dringende Maßnahmen für Nachhaltigkeit voranzutreiben. Hauptziel des Netzwerks ist es, vorhandenes Fachwissen, Innovation, Technologie und Ressourcen für eine nachhaltige und ganzheitliche Erholung nach COVID-19 zu mobilisieren, wobei die Ziele für nachhaltige Entwicklung als Leitrahmen dienen.
 
In einer gemeinsamen Paneldiskussion sprachen Olaf Schmidt, Vice President Textiles & Textile Technologies bei der Messe Frankfurt, Sara Kozlowski, Vice President Education and Sustainability Initiatives beim Council of Fashion Designers of America, Sergio Fernández de Córdova, Vorsitzender der PVBLIC Foundation und Roberta Marcenaro, CEO der Strategieberatung IMARK und Strategin bei der POLIMODA über die Bedeutung von Partnerschaften und Zusammenarbeit bei der Erreichung der Nachhaltigen Entwicklungsziele. Moderiert wurde die Diskussion von Lucie Brigham, Chief of Office des United Nations Office for Partnerships und Mitgründerin des Conscious Fashion and Lifestyle Networks.

„Die Textilindustrie ist eine Branche mit starken Gegensätzen. Man findet hier sowohl traditionelle Handwerkskunst als auch Hightech mit vollständig digitalisierten und automatisierten Fertigungsprozessen. Gleichzeitig sind die Lieferketten so komplex und global vernetzt wie in kaum einer anderen Branche. Nachhaltigkeit kann nur im engen Zusammenspiel der richtigen Partner*innen erreicht werden“, so Olaf Schmidt während der Diskussion. „Als Messeveranstalter machen wir selbst die Textilindustrie zwar nicht unmittelbar nachhaltiger. Unsere zentralen Aufgaben im Texpertise Network der Messe Frankfurt sind jedoch andere: Wir bieten Plattformen zum Netzwerken und bringen auf weltweit rund 60 Textilveranstaltungen die richtigen Partner*innen zusammen. Wir schaffen Sichtbarkeit, indem wir der Branche eine Bühne bieten, um ihr Nachhaltigkeitsengagement ins Blickfeld zu rücken. Wir bieten Bildung und Wissenstransfer auf zahlreichen Konferenz- und Talkformaten rund um das Thema Nachhaltigkeit. Und wir gehen mit gutem Beispiel voran. Mit unseren weltweiten Aktionen zu den SDGs haben wir bislang schätzungsweise rund 9.200 Aussteller*innen und 195.500 Besucher*innen erreicht – auch in Zeiten der Pandemie.“

Gemeinsam mit der Messe Frankfurt waren Vertreter*innen der Textil- und Modeunternehmen Hugo Boss, Heiq, Ocean Safe, Lectra, Madewell und des KTC Korea Textile Center vor Ort. Weitere Sprecher*innen auf der Veranstaltung waren zudem Arch and Hook, Catcher in the Style, Calik Denim, DRESSX, Fashion Impact Fund, Fashion Revolution, Jakarta Fashion Week, Lenzing, Lycra, nft now, People Tree, Remake, Saheli Women, Sourcing Journal, The Business of Fashion, Timberland, Tech Crunch, Textile Exchange, Transformers Foundation, The Canvas Global, Vogue, WWD sowie Designer*innen wie Anyango Mpinga, Gabriela Hearst, Patrick McDowell und Shivam Punjya.
 
Die nächsten Gelegenheiten, sich umfassend zur textilen Wertschöpfungskette einschließlich innovativer textiler Materialien, Herstellungsverfahren sowie Einrichtungs- und Objekttextilien und nachhaltiger Mode zu informieren, bieten die internationalen Leitmessen Techtextil, Texprocess und das Heimtextil Summer Special vom 21. bis 24. Juni 2022 sowie die erste DtoC-Ausgabe der Neonyt, das Neonyt Lab, vom 24. bis 26. Juni 2022 in Frankfurt.

• PrimaLoft und Origin Materials haben ein gemeinsames Programm ins Leben gerufen, mit dem sie CO2-negative Hochleistungsisolationsfasern für die Bekleidungsbranche, darunter namhafte Outdoor-, Mode und Lifestyle-Marken, sowie für Heimtextilien wie Allergikerbettzeug herstellen wollen.
• PrimaLoft, der Experte für spezialisierte Materialforschung und die Entwicklung von Hochleistungsfasern für Isolation und Funktionstextilien, wird die Fasern zusammen mit Origin Materials entwickeln um den Bedarf für nachhaltige Hochleistungsmaterialien bei seinen mehr als 900 Markenpartnern aus aller Welt zu decken. Bekannte Markenpartner von PrimaLoft sind Patagonia, Stone Island, L.L. Bean, Lululemon, Adidas und Nike.
• Im Herzen des Programms stehen CO2-negatives PET und Next-Generation-Polymere, die mit der patentierten Technologie aus dem Hause Origin Materials gefertigt werden. Dabei werden nachhaltige Holzabfälle zu kostengünstigen CO2-negativen Materialen verarbeitet, was den Einsatz fossiler Rohstoffe drastisch reduziert.

Origin Materials, Inc. („Origin Materials“), ein weltweiter Marktführer in CO2-negativen Materialien, und PrimaLoft, ein führender Innovator in Sachen Hochleistungsisolationen und Funktionstextilien, gaben den Start eines gemeinsamen Programms zur Entwicklung CO2-negativer Hochleistungsfasern bekannt. Die Fasern sollen in den unterschiedlichsten Produkten verarbeitet werden, von Isolationen für namhafte Outdoor-, Mode- und Lifestyle-Marken bis hin zu Heimtextilien wie Allergikerbettzeug.

Dabei setzen die beiden Unternehmen auf die bestehende Origin-Materials-Plattform, um innerhalb kürzester Zeit neue Produkte zu entwickeln und auf den Markt zu bringen. Das Programm setzt auf PrimaLofts Marktposition als spezialisierter Hersteller von Isolationsfasern und -filamenten mit über 900 Markenpartnern aus aller Welt. Ebenso zentral ist PrimaLofts umfangreiches globales Netzwerk aus Fertigungsstätten, die eine große Bandbreite von Herstellungsverfahren (Extrusion, Kardieren, Spinnen, Veredeln, Weben, Wirken, Färben, Airlaid, Meltblown usw.) einsetzen, um die Produkte herzustellen.

In der Kooperation manifestiert sich deutlich PrimaLofts Credo „Relentlessly Responsible™“ – die Mission, durch Innovationen Leistung und Nachhaltigkeit gleichermaßen voranzubringen. Integriert in die gemeinsame Plattform ist PrimaLoft® Bio™, das Ende 2018 zur Bekämpfung des Mikroplastiks in den Weltmeeren auf den Markt gebracht wurde; ebenso PrimaLoft® P.U.R.E.™, ein Herstellungsverfahren, bei dem mehr als 50 % CO2 eingespart werden; und schließlich PrimaLofts Recycling-Initiative. Das nächste große Thema sind erdölfreie Rohstoffe, biologisch abbaubare Produkte und andere Kreislaufwirtschaftslösungen.

Um der steigenden globalen Nachfrage nach nachhaltiger Bekleidung gerecht zu werden, hat Prym Fashion, einer der weltweit führenden Anbieter von Mode und Bekleidungszubehör, L.I.F.E. zertifizierte Ver-schlusssysteme eingeführt. L.I.F.E. steht für Low Impact Fastener Ensemble. Durch die damit verbundenen Herstellungsverfahren und Prozesse wird die Umweltbelastung von Prym Fashion-Produkten im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren deutlich gesenkt.