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14.01.2010

15:26 Uhr

Erdgas und Biomasse

Chemiebranche sucht nach Ölersatz

VonSiegfried Hofmann

Wenn die Skeptiker recht behalten, wird Erdöl in den nächsten Jahrzehnten zusehends knapper und nur noch in minderen Qualitäten verfügbar sein. Das zwingt nicht nur die Energiewirtschaft zum Umdenken. Auch die Chemiebranche stellt sich die Frage nach ihrer künftigen Rohstoffbasis - und setzt dabei auf Erdgas und Biomasse.

Ein Rapsfeld blüht vor der Industriekulisse eines Stahlwerks in Duisburg: In Zeiten drohender Ölknappheit werden alternative Energiequellen wie Biomasse immer wichtiger. ap

Ein Rapsfeld blüht vor der Industriekulisse eines Stahlwerks in Duisburg: In Zeiten drohender Ölknappheit werden alternative Energiequellen wie Biomasse immer wichtiger.

FRANKFURT. "Die chemische Industrie wird ihre Rohstoff-Versorgung auf eine breitere Basis stellen müssen", lautet die Diagnose in einem Positionspapier, das die führenden deutschen Chemie-Organisationen jüngst präsentierten.

Sowohl technisch als auch wirtschaftlich birgt dieser Wandel große Herausforderungen. Denn Erdöl ist heute noch Ausgangsbasis für etwa 80 Prozent der deutschen und europäischen Chemieproduktion. Vor allem das im Öl relativ leicht zugängliche Element Kohlenstoff macht es attraktiv. Verfahren, um das Gemisch an Kohlenwasserstoffen im Erdöl zu "fraktionieren" und das dabei gewonnene Rohbenzin (Naphtha) dann in kleinere chemische Basis-Substanzen aufzuspalten ("cracken"), wurden in den vergangenen Jahrzehnten stetig optimiert. Neue Rohstoffe müssen daher gegen eine hocheffiziente und bewährte Wertschöpfungskette antreten.

Dabei ist das Reservoir an alternativen Kohlenstoffquellen im Prinzip unerschöpflich. In höherer Konzentration ist das Element in Erdgas, Kohle, regenerativen Rohstoffen wie pflanzlicher Biomasse und nicht zuletzt auch im viel geschmähten Kohlendioxid (CO2) enthalten.

Erdgas wird bedeutsamer

Das Problem besteht darin, dass der Kohlenstoff in diesen alternativen Rohstoffen meist in komplexeren oder energieärmeren Strukturen gebunden ist. Ihn herauszulösen erfordert daher höheren Aufwand oder Energieeinsatz. Zudem bieten diese Alternativrohstoffe bislang nur teilweise den Zugang zu jenen etwa 200 "unsterblichen" Grund- und Zwischenprodukten, die heute der Grundstein für die vielen Tausend unterschiedlichen Endprodukte der chemischen Industrie sind. Eine Verbreiterung der Rohstoffbasis wird daher nach Einschätzung von Wissenschaftlern und Industrievertretern erhebliche Investitionen in Verfahrenstechnik und Grundlagenforschung erfordern.

Am günstigsten sieht es bei Erdgas aus, das schon heute eine größere Rolle als Chemierohstoff spielt. "Auch für die deutsche Chemieindustrie wird Erdgas als Rohstoff wohl an Bedeutung gewinnen", schätzt Michael Röper, der für das Innovationsmanagement der BASF zuständig ist. Im Vergleich zu Öl zeichnet sich dieser fossile Rohstoff derzeit durch eine höhere Reichweite der Reserven, größere Versorgungssicherheit sowie günstigere Preise aus. Es bietet aber weniger Vielfalt in den Folgeprodukten.

Je nach Lagerstätte besteht Erdgas hauptsächlich aus Methan, teilweise auch aus längerkettigen Kohlenwasserstoffen wie Ethan, Butan oder Propan. Zwei Möglichkeiten der Verarbeitung nutzt die Chemie schon heute: zum einen die Produktion der Basischemikalie Ethylen aus dem in Erdgas enthaltenen Ethan mit Hilfe von sogenannten Ethan-Crackern, zum anderen die Umwandlung von Erdgas in Synthesegas (ein Gemisch aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff), aus dem wiederum wichtige Chemiebausteine wie Methanol oder Propylen synthetisiert werden.

Eine zentrale Herausforderung sehen Chemiker darin, Methan und Ethan auf direkterem Wege in Basischemikalien oder sogar in höherwertige Substanzen zu transformieren - eine Aufgabe, die nach Ansicht des Aachener Chemieprofessors Wilhelm Keim unter anderem noch erhebliche Fortschritte in der Entwicklung neuer Katalysatoren erfordert.

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