Positionspapier - Dechema

P o s i t i o n s P a P i e r – r o h s t o F F B a s i s i m W a n D e L
4. REGEnERAtIVE ROHstOFFE
in der Lignocellulose-(LCF)-Bioraffinerie werden die rohstoffe in Cellulose, hemicellulose, Lignin und extrakte
getrennt. hieraus werden mit chemischen oder enzymatischen aufschlussverfahren Zucker, Fette/Öle und
Veredlungsprodukte des Lignins erzeugt. aus diesen Zwischenstufen können anschließend durch Fermentation
Plattformchemikalien wie ethanol oder milchsäure und polymere materialien wie Polyhydroxybutyrate
hergestellt werden, die in die Wertschöpfungsketten der chemischen industrie einfließen oder diese ergänzen
können. Dabei verbleibende reststoffe können thermisch, nach Vergasung und Fischer-tropsch-synthese als
Biodiesel der zweiten Generation, als Chemierohstoffe oder durch Vergärung zu Biogas verwertet werden. mineralien
können für die nachhaltige Düngung im Biomasseanbau genutzt werden.
ein weiteres Bioraffineriekonzept verfolgt den einsatz von feuchter Biomasse wie Gras, Klee oder Luzerne. Bei
der aufarbeitung fallen hier zusätzlich aminosäure- und Protein-haltige ströme an.
Lignocellulose wird bereits seit langem im großen maßstab für die Papierherstellung genutzt: in den Zellstoffwerken
werden weltweit etwa 280 millionen tonnen holz aufgeschlossen. Der hierbei erzeugte Zellstoff besteht
im Wesentlichen aus Cellulose zusammen mit teilen der hemicellulosen und geringeren anteilen von restlichem
Lignin. Dieser Zellstoff wird zu 97 Prozent in der Papierindustrie genutzt. Zellstoffqualitäten höherer reinheit
werden in Form von regeneratcellulose zur erzeugung von Fasern für die textilindustrie bzw. als Chemie-
Cellulose für die herstellung von Celluloseacetaten und anderen Derivaten verwendet.
Die ablauge (sog. Black Liquor) des Zellstoffprozesses enthält im Wesentlichen Lignin sowie anteile von hemicellulosen
und abbauprodukten. Zu Letzteren gehören essigsäure, Furfural, methanol und andere für die
chemische industrie interessante Produkte. in der regel wird diese ablauge jedoch zur Deckung des energiebedarfs
der Zellstoffwerke verbrannt. in einigen Werken werden vorab Wertprodukte abgetrennt; Beispiele
hierfür sind Furfural mit einer Weltjahresproduktion von ca. 150.000 tonnen und Vanillin mit einer Weltjahresproduktion
von ca. 5.000 tonnen. ein kleiner teil des Lignins wird in Form von Lignosulfonaten als Fließhilfsmittel
bei der herstellung von Beton, als additiv für Formulierungen etwa von Pflanzenschutzmitteln oder für die
Pelletierung von Futtermitteln stofflich genutzt.
in jüngerer Zeit versuchen die Zellstoffwerke durch abtrennung von hemicellulosen eine höhere Wertschöpfung
zu erzielen. Die daraus durch hydrolyse zugänglichen Zucker sollen für Fermentationszwecke eingesetzt werden.
Defizite und Entwicklungsziele
Der Kraftstoffsektor und die chemische industrie sind über die aufarbeitung des rohstoffs erdöl in raffinerien
eng miteinander verflochten. Die heutigen petrochemischen Produktlinien und stammbäume sind das ergebnis
einer über 70jährigen entwicklung. in komplexen Wertschöpfungsketten erzeugt die chemische industrie ein
außerordentlich breites spektrum von Produkten, angefangen mit den aus naphtha produzierten Basischemikalien
ethylen, Propylen, Benzol, toluol und Xylole, über zahlreiche daraus hergestellte Zwischenprodukte,
wie ethylenoxid, styrol und Vinylchlorid, bis hin zu hochveredelten spezialprodukten, wie Pharmaka und Pflanzenschutzmittel.
aufgrund des effizienten, hochintegrierten Produktionsverbunds auf Basis erdöl gelten diese
Basischemikalien als ‚unsterblich’.
Für eine weitere entwicklung der Biomasse-basierten Chemie ist es daher sinnvoll, über geeignete schnittstellen
an diese bestehenden Wertschöpfungsketten anzuknüpfen. so ist aus ethanol durch Dehydratisierung
ethylen zugänglich, und die etablierte petrochemische Folgechemie kann angedockt werden. als weitere Plattformchemikalie
kann Glycerin betrachtet werden, das bei der Produktion von Biodiesel der ersten Generation
aus Ölen anfällt (s. Kapitel 4.1) und das als Basis für heute aus Propylen erzeugte Produkte dienen könnte. auf
diese Weise kann die chemische industrie flexibel die im markt angebotenen mengen und Preise für petrochemische
und native rohstoffe nutzen.
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