Die Chemie soll grün werden

ProcessNet-Jahrestagung stand unter dem Fokus „Nachhaltige Chemieprozesse“

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24.09.2010 Die Spannbreite der Themen auf der diesjährigen ProcessNet-Jahrestagung war enorm. Das Themenspektrum reichte vom Desertec-Projekt, über Aspekte der Rohstoffsicherung für die Chemie, der Energieoptimierung von Anlagen bis hin zu speziellen Aspekten der biotechnologischen Forschung. Doch ein Thema zog sich als roter Faden durch: Wie kann es der Chemie gelingen, nachhaltig - d.h. ohne die Möglichkeiten zukünftiger Generationen einzuschränken - zu produzieren?

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Nachhaltigkeit bei der Rohstoffnutzung und beim Energieeinsatz kann nicht anders diskutiert werden als im Bewusstsein für die internationalen Zusammenhänge“, stellte Prof. Martin Strohrmann, Vorsitzender von ProcessNet im Rahmen einer Pressekonferenz am Dienstag klar. Die aus Dechema und VDI-GVC hervorgegangen ist, will sich deshalb in Zukunft stärker auf europäischer Ebene einbringen und das Konzept der gemeinsamen Jahrestagungen von Ingenieuren und Naturwissenschaftlern übertragen: Ende September 2011 wird deshalb in Berlin der European Congress of Chemical Engineering und der 1. European Congress of Applied Biotechnology stattfinden.

Zahlreiche Vorträge beschäftigten sich mit der Frage, wie „Nachhaltigkeit“ in der Chemieproduktion erreicht werden kann und wie sich Nachhaltigkeit messen lässt. Welche nachwachsenden Rohstoffe lassen sich in der Chemie nutzen? Welchen Beitrag können Mikroorganismen bei der Synthese – beispielsweise von Kunststoffen – leisten? Prof. K. Hungerbühler von der ETH Zürich stellte anhand von Bewertungsindikatoren für die Umweltverträglichkeit dar, dass der größte Hebel für eine nachhaltige Chemie in hochentwickelten Industrieländern in der Reduktion des Energieeinsatzes liegt. Verblüffend erscheint hier der Ansatz Hungerbühlers, die Bewertung von Stoffen hinsichtlich Nachhaltigkeit in frühen Designstufen unter Umgehung der ingenieurtechnischen Aspekte ausschließlich aus den chemischen Stoffeigenschaften abzuleiten.

Die Frage der Energiespeicherung drängt
Mit dem Thema Energie beschäftigte sich eine Vielzahl der insgesamt fast 300 Vorträge. Im Eröffnungsvortrag zum Desertec-Projekt stellte Prof. H. Müller-Steinhagen vom DLR die Machbarkeit des gigantischen Solarparks in Nordafrika und die Bedeutung für die europäische Stromversorgung heraus. Noch viel zu tun haben Forscher und Ingenieure im Hinblick auf die drängende Frage der Energiespeicherung. Eine Schlüsselrolle kommt dabei einerseits neuen Batteriesystemen zu, bei deren Entwicklung die deutschen und europäischen Institute und Unternehmen längst den chinesischen Bemühungen hinterherlaufen.

„Wir werden uns beeilen und die viele Jahre bei uns vernachlässigte Elektrochemie zu neuem Leben erwecken müssen“, sagte Dr. Hans-Jürgen Wernicke, Vorsitzender der Dechema, dazu in Aachen. Aber auch andere Formen der Energiespeicherung stehen im Fokus der Forschungs- und Entwicklungsbemühungen: Thermische Speicher sind nicht nur für den kontinuierlichen Betrieb solarthermischer Kraftwerke eine Grundvoraussetzung, sondern können künftig auch Industrieprozessen zu einer höheren Energieffizienz verhelfen. Der Fokus der Entwicklungen, wie sie auch beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt vorangetrieben werden, liegt auf neuartigen Speichertechniken wie Flüssigsalzspeichern, Latentwärmespeichern und thermochemischen Speichern. Dabei geht es nicht nur um die Frage des Materials, sondern vor allem auch der verlustarmen und effizienten Wärmeein- und -auskopplung. Dazu kommt, dass es einerseits zwar bereits Interesse seitens der Prozessbetreiber gibt und auf der andren Seite auch intensiv geforscht wird, doch bei der Realisierung der (groß-)technischen Apparate klafft bislang eine Lücke – es fehlt an Unternehmen, die dieses Geschäftsfeld zur Marktreife entwickeln, beklagte Dr. Rainer Tamme vom DLR. „Thermische Energiespeicher sind ein zentrales Element für verbesserte Effizienz und effektives Wärmemanagement in thermischen Prozessen“, konstatiert Tamme.

Analyse der Energieeinsparpotenziale führt meist zum Erfolg
Bis solche Systeme in der Breite reif für den Einsatz in der Chemieindustrie sind, bietet aber auch die Optimierung bestehender Prozesse nach wie vor großes Potenzial für Energieeinsparungen. An der TU Wien wurde hierzu eine Software entwickelt, mit der Wärmetauschernetzwerke auch in komplexen Anlagen optimiert werden können. Häufig sind es veränderte Anforderungen an die Produktionskapazität oder aber die Produktspezifikationen, die bei bestehenden Anlagen zu einem überhöhten spezifischen Energiebedarf führen, wurde im Vortrag von Dr. Dirk Müller, Lanxess, deutlich. Klassische Optimierungsansätze wie Massen- und Energiebilanzen sowie der Einsatz neuer Verfahrens- und Apparatekonzepte tragen hier dazu bei, die Effizienz energieintensiver Prozesse wie der Destillation zu steigern.

Doch die Reduzierung des Energieeinsatzes lässt sich nicht allein auf technische und organisatorische Aspekte reduzieren. Zu einer systemischen Betrachtung und einem ganzheitlichen Ansatz gehört auch, das Bewusstsein des Betriebspersonals zu schärfen, verdeutlichte Dr. Guido Dünnebier, Bayer Technology Services. Dazu ist es notwendig, die Konsequenzen der täglich vom Operator zu treffenden Entscheidungen plastisch darzustellen: „Es kann durchaus passieren, dass durch falsche Einstellungen in einer einzigen Schicht der Jahresbedarf an Heizenergie eines ganzen Wohnblocks zusätzlich anfällt. Das Bewusstsein für diese Konsequenzen muß in einem ganzheitlichen Operational Excellence Ansatz geschärft werden.“

Heftausgabe: November 2010

Über den Autor

Armin Scheuermann, Redaktion
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