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Energie- und Ressourceneffizienz

Endliche Ressourcen schonen

Das Rohstoffvorkommen an Bodenschätzen ist begrenzt – dies gilt für fossile Energieträger wie Öl, Kohle und Gas bis hin zu Industriemineralen, Metallen, Steinen, Erden und Edelmetallen.

© Eiskönig - Fotolia.com

Bei fortschreitender Entwicklung besteht die Gefahr, dass manche Rohstoffe bald nicht mehr ausreichend oder zu annehmbaren Preisen zur Verfügung stehen. Schon jetzt sind die ersten Auswirkungen von Verknappungen mit dem Anstieg der Weltmarktpreise für Rohstoffe spürbar geworden. Die Bemühungen der Chemiebranche, aus jeder Tonne Rohstoff die größtmögliche Produktmenge zu gewinnen, sind dementsprechend hoch – nicht zuletzt aus Kostengründen.

Hohe Abhängigkeit von Rohstoffimporten
Deutschland hat im Jahr 2011 Rohstoffe im Wert von 137,6 Milliarden Euro importiert. In Deutschland produzierte Rohstoffe waren 20,3 Milliarden Euro wert. Damit besteht eine hohe Abhängigkeit von Staaten und Regionen mit großen Reserven wie dem Nahen Osten und Russland. Der Abbau von Rohstoffen wie Seltenen Erden konzentriert sich zudem auf wenige Staaten. 95 Prozent stammen aus China, Platin zu 90 Prozent aus Südafrika und Russland. 

Öl und Gas, die heute die wichtigsten Quellen für den in der organischen Chemie benötigten Kohlenstoff darstellen, haben eine endliche Verfügbarkeit. Die chemische Industrie in Deutschland setzt deshalb vermehrt dort nachwachsende Rohstoffe ein, wo es technisch und ökonomisch vorteilhaft ist. Derzeit werden davon etwa 2,7 Millionen Tonnen pro Jahr verwendet. Doch auch bei nachwachsenden Rohstoffen besteht eine Importabhängigkeit; der Importanteil beträgt hier 60 bis 70 Prozent.

Ressourcen effizient nutzen
In den deutschen Chemiewerken werden aus den Rohstoffen mehr als 30.000 Produkte hergestellt. Für die Erzeugung organischer Produkte benötigen sie rund 21 Millionen Tonnen kohlenstoffhaltigen Rohstoff pro Jahr. Die Chemie entwickelt neue Verfahren, die die Produktausbeute erhöhen, und Katalysatoren, die den Energieeinsatz senken. Beispiel: Entstehen bei Reaktionen Nebenprodukte, werden diese als Ausgangsstoffe in anderen Prozessen weiter genutzt. Mit dieser Verbundproduktion, bei der verschiedene Anlagen ineinandergreifen, ist die chemische Industrie in der Lage, extrem effizient zu arbeiten. Dieser Verbundgedanke wird auch in den rund 60 deutschen Chemieparks realisiert, in denen die Unternehmen durch gemeinsame Nutzung von Energie, Rohstoffen und Zwischenprodukten, aber auch von Anlagen und Einrichtungen Synergien heben. So steigt und fällt der Rohstoffeinsatz der Branche heute weitgehend mit der Produktionshöhe. Beispielsweise wurden 1964 noch 1.185 Kilogramm Rohstoff benötigt, um 1.000 Kilogramm Polypropylen herzustellen, das etwa  für Kindersitze oder Joghurtbecher  gebraucht wird. 2005 wurden hierfür nur noch 1.005 Kilogramm an Material benötigt und die physikalische Effizienzgrenze – das ist die Mindestmenge an Ausgangsmaterial, die zur Produktion gebraucht wird – wurde nahezu erreicht. 

Rohstoffe werden heute deutlich effizienter eingesetzt: Von 1995 bis 2007 sank der Abfall pro Tonne eingesetzter Rohstoffe von 115 auf rund 20 Kilogramm. Die Chemie konnte somit die Abfallmenge auf ein Sechstel reduzieren – damit werden heute 98 Prozent der verwendeten Rohstoffe in Produkte und Energie umgesetzt.

Nachwachsende Rohstoffe der zweiten Generation
Um den Ausstoß an CO2 zu senken und die Abhängigkeit von fossilen Rohstoffen zu verringern, forschen Unternehmen unter anderem an der Gewinnung von Bioethanol aus zellulosehaltigen pflanzlichen Reststoffen. Pflanzen sind nachwachsende Rohstoffe und geben beim Verbrennen nur die Menge an CO2 frei, die sie während ihres Lebens gespeichert haben. In einer Demonstrationsanlage in Bayern testet man derzeit erfolgreich die Herstellung größerer Mengen von Bioethanol aus Stroh. Das dort angewendete biotechnologische Verfahren hat mehrere Vorteile: Es spart 95 Prozent CO2 ein und steht nicht in Konkurrenz zur Produktion von Nahrungsmitteln – denn Stroh ist ein Agrarreststoff.

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