Kunststoffe aus Kohlendioxid

Bayer geht neue Wege zur Produktion hochwertiger Kunststoffe mithilfe von Kohlendioxid (CO2) aus der Energiewirtschaft. Im CHEMPARK Leverkusen wurde eine Pilot-anlage in Betrieb genommen, um das neue Verfahren im tech-nischen Maßstab zu erproben. Dort entsteht ein chemisches Vorprodukt, in das CO2 eingebunden wird. Diese Substanz wird zu Polyurethanen weiterverarbeitet, die in vielen Dingen des täglichen Lebens Verwendung finden. Das klimaschädliche Abgas CO2 findet so nachhaltige Verwertung als Rohstoff und Erdöl-Ersatz.

Das innovative Verfahren ist Ergebnis des gemeinsamen Projekts „Dream Production“ von Wirtschaft und Wissenschaft. Bayer arbeitet hier mit dem Energieunternehmen RWE zusammen, von dem das eingesetzte CO2 stammt. Weitere Projektpartner sind die RWTH Aachen University sowie das gemeinsam von der Hochschule und Bayer betriebene CAT Catalytic Center. Den Forschern ist vor kurzem ein Durchbruch in der Katalysetechnik gelungen, was die effiziente Nutzung von CO2 erst ermöglicht.

„Es besteht hier die Chance, Deutschland als einen Marktführer für solche Technologien zu etablieren und uns damit eine Führungsrolle im internationalen Wettbewerb zu sichern“, sagte Bayer-Vorstandsmitglied Dr. Wolfgang Plischke. „Die Einweihung dieser Pilotanlage steht ganz in der Tradition verschiedener Projekte bei Bayer, bei denen durch innovative Technologien nachhaltige Produktionsprozesse gefunden werden konnten.“

Das neue Verfahren leistet in verschiedener Hinsicht einen Beitrag zur Nachhaltigkeit. So kann sich der Einsatz von Kohlendioxid unter anderem als Alternative zum Erdöl erweisen, aus dem die Chemieindustrie bislang hauptsächlich das wichtige Element Kohlenstoff gewinnt. Auch Polyurethane selbst haben einen positiven Effekt für die Einsparung von Energie und den Schutz des Klimas. Bei der Dämmung von Gebäuden gegen Kälte und Wärme etwa sparen sie rund 70 Mal mehr Energie ein, als für ihre Herstellung aufgewendet wird.

Unterstützung durch Bund und Land
Die nordrhein-westfälische Innovationsministerin Svenja Schulze betonte anlässlich der Inbetriebnahme der Pilotanlage, hier werde an einer „ganz konkreten, höchst innovativen Problemlösung von der Grundlagenforschung bis hin zur verwertungsnahen Erprobung“ gearbeitet. Das Projekt stelle eine gelungene Kooperation zwischen Industrie und Universität bei einer zentralen klimapolitischen Herausforderung dar. Auch Professor Klaus Töpfer als Gründungsdirektor des neuen Instituts für Klima, Erdsystem und Nachhaltigkeit (IASS) in Potsdam unterstrich, der „Kohlenstoffkreislauf“ müsse geschlossen werden: „CO2 ist als Ressource zu nutzen und nicht als ‚Abfall’ zu entsorgen.“ Das im Rahmen des Projekts eingesetzte Kohlendioxid stammt aus dem Braunkohlekraftwerk von RWE Power in Niederaußem bei Köln. Dort betreibt der Stromerzeuger in seinem Innovationszentrum Kohle eine CO2-Wäsche, mit der Kohlendioxid aus dem Rauchgas abgetrennt wird. Falls die Erprobungsphase positiv verläuft, soll ab 2015 die industrielle Produktion von Kunst-stoffen auf CO2-Basis anlaufen.

In der Pilotanlage – konzipiert, errichtet und betrieben von Bayer Technology Services – wird mithilfe des Kohlendioxids im Kilogramm-Maßstab eine der beiden Komponenten herge-stellt, die zur Herstellung von Polyurethanen nötig sind. An einer bereits bestehenden anderen Anlage testet Bayer MaterialScience diese Materialien, aus denen vor allem weicher und harter Schaumstoff gewonnen wird. Der effiziente Einsatz von CO2 ist nur möglich, weil zuvor ein geeigneter Katalysator gefunden wurde, nach dem die Fachwelt vier Jahrzehnte gesucht hatte. Diesen Forschungserfolg erreichten Wissenschaftler von Bayer und dem CAT in dem vom Bund geförderten Vorläuferprojekt „Dream Reactions“. In der aktuellen Initiative „Dream Production“ wird am CAT unter anderem die Kompatibilität des Katalysators mit dem Kraftwerks-CO2 geprüft. Die RWTH Aachen University unterzieht das neue Verfahren über alle Stufen einer ökologischen und ökonomischen Gesamtbe-trachtung und vergleicht es dabei auch mit herkömmlichen Prozessen und Produkten.

Bild: Bayer testet die Herstellung von Kunststoffen mithilfe von Kohlendioxid (CO2). In dieser neuen Pilotanlage wird das CO2 in einen chemischen Rohstoff eingebunden. Ein Durchbruch in der Katalyseforschung machte das innovative Verfahren möglich. (Quelle Bayer AG)