Accelerating Green Chemistry

Globale Herausforderungen in den Bereichen Klimaschutz, Energie- und Ressourceneffizienz gepaart mit Forderungen aus Gesellschaft und Politik zur nachhaltigen Material- und Energieversorgung, zusammen mit sozialen und ökonomischen Verbesserungen, machen ein Umdenken notwendig. Ohne eine nachhaltige Chemie ist der notwendige Wandel nicht denkbar. Deshalb ist eine Umstrukturierung der chemischen Industrie - mit allen Nachfolgeindustrien - in Richtung einer grünen, nachhaltigen Industrie unabdingbar. Um diese Ziele zu erreichen sind intensive Forschungsanstrengungen zur Green Chemistry unabdingbar.

»Accelerating Green Chemistry« ist deshalb eines von sechs Fokusthemen der Fraunhofer-Allianz Chemie. Darin werden Kompetenzen, Methoden, Anlagen und Infrastruktur der Fraunhofer-Institute gebündelt, um die chemische Industrie und verwandte Branchen bei ihrer Transformation Richtung Nachhaltigkeit zu unterstützen und diese zu beschleunigen.

Principles of Green Chemistry and Green Engineering

Der Begriff »Grüne Chemie« ist per se nicht neu. Schon Ende der 1990er Jahre wurden die »12 Principles of Green Chemistry« als Postulat für eine nachhaltige, umwelt- und ressourcenfreundlichere Chemie eingeführt und später um die »12 Principles of Green Engineering« erweitert. Diese Prinzipien dienen sowohl in der Forschung als auch in der Industrie inzwischen in allen Produktsparten der Chemie als Leitlinien für grüne, nachhaltige chemische Produkte und Prozesse. Dies beinhaltet in der Folge alle Dinge des täglichen Lebens von Fahrzeugen bis zu Körperpflege und Medizin.

© Fraunhofer IMM

»Grüne Chemie« – vom Rohstoff über den Prozess zum Produkt

Im Idealfall beginnt »Grüne Chemie« bereits bei der Wahl der Rohstoffe und führt über eine grüne Prozessführung zum grünen Produkt.
So können beispielsweise mit den Methoden und Produkten der modernen Bioökonomie nachwachsende Rohstoffe und andere biogene Kohlenstoffquellen als Alternative zu fossilen Rohstoffen bereitgestellt werden. Aber auch die Nutzung von Kohlendioxid und Recyklaten als Rohstoffquellen sind Bestandteil der Strategie, nicht mehr auf fossile Rohstoffe angewiesen zu sein.

Prozessintensivierung und Katalyse sind essenzielle Aspekte einer grünen Gestaltung von Produktionsprozessen, indem sie z. B. den Energieeinsatz und die Menge der Chemikalien im aktiven Prozess minimieren und selektive Umsetzungen mit hohen Ausbeuten ermöglichen. Hier ist insbesondere auch die Aufarbeitung zu berücksichtigen. Im Idealfall wäre sie verzichtbar, wenn es gelingt, die Herstellprozesse perfekt zu führen. Aufarbeitungsprozesse sind aber auch ein wesentliches Element für den Erfolg biobasierter Produkte, bei denen unerwünschte Nebenkomponenten und Verunreinigungen vom Hauptprodukt abzutrennen sind, wofür innovative Prozesslösungen nötig sind.

Am Ende steht idealerweise ein ungefährliches Produkt mit einer guten biologischen Abbaubarkeit und der Möglichkeit der Kreislaufführung auf hohem Wertschöpfungsniveau.
Die Anwendung von Life Cycle Analysis und Green Metrics erlauben über die ganze Kette grüne Rohstoffe – grüne Prozesse – grüne Produkte die qualitative und quantitative Bewertung und Beurteilung im Hinblick auf eine Transformation Richtung Nachhaltigkeit. So können z. B. verschieden Ansätze verglichen werden und der beste von diesen unter Berücksichtigung techno-ökonomischer Erfordernisse für die weitere Verfolgung ausgewählt werden.

Die Fraunhofer-Allianz Chemie beschäftigt sich mit allen Aspekten der Green Chemistry und bietet Ihre Expertise für eine nachhaltige Gestaltung der chemischen Industrie, der darauf aufbauenden Branchen und damit der Gesellschaft an.