Wie die chemische Industrie klimaneutral werden kann
Die chemische Industrie kann klimaneutral werden, indem sie auf die nachhaltige Produktion von Plattformchemikalien wie Wasserstoff, Methanol und Ammoniak setzt.
Die chemische Industrie macht unsere moderne Gesellschaft erst möglich. Sie bildet die Grundlage für Energie, Mobilität, Landwirtschaft und Gesundheitsversorgung. Gleichzeitig ist sie für rund sechs Prozent der globalen Treibhausgasemissionen verantwortlich. In einer Scientific Perspective, die in Angewandte Chemie erschienen ist, zeigen Prof. Ferdi Schüth, Direktor am Max-Planck-Institut für Kohlenforschung, und Prof. Stephan A. Schunk, Executive Expert – Vice President bei hte GmbH & BASF SE, dass eine nahezu treibhausgasneutrale chemische Produktion technisch bereits heute möglich ist.
In chemischen Prozessen dient fossiler Kohlenstoff nicht nur zur Energieerzeugung, sondern ist auch als Rohstoff direkt in den Produkten gebunden. Anstatt zehntausende einzelne Produkte neu zu entwickeln, schlagen die Autoren vor, sich auf eine vergleichsweise kleine Zahl sogenannter Plattformchemikalien zu konzentrieren, die den Großteil chemischer Wertschöpfungsketten tragen. Gelingt es, diese zentralen Bausteine mit geringem oder ganz ohne CO₂-Fußabdruck herzustellen, ließen sich große Teile der heutigen Chemieproduktion dekarbonisieren ohne bestehende Prozesse und Infrastruktur völlig neu erfinden zu müssen.
Im Mittelpunkt dieses Wandels stehen insbesondere Wasserstoff, Methanol und Ammoniak. Für alle drei existieren bereits klimafreundliche Herstellungswege. Grüner Wasserstoff lässt sich durch Elektrolyse mit Strom aus erneuerbaren Energien erzeugen. Methanol, einer der wichtigsten C₁-Bausteine der chemischen Industrie, kann aus abgeschiedenem Kohlendioxid und grünem Wasserstoff synthetisiert werden. Ammoniaklässt sich über das Haber-Bosch-Verfahren herstellen, wenn dabei grüner Wasserstoff zum Einsatz kommt. Weitere Forschung ist zwar notwendig, doch die grundlegende Chemie und die technischen Produktionsprozesse stehen uns zur Verfügung.
Die größte Herausforderung sehen die Autoren in der erforderlichen Größenordnung. Um die chemische Industrie auf klimaneutrale Rohstoffe umzustellen, wären etwa 200 Millionen Tonnen grüner Wasserstoff pro Jahr nötig. Dessen Herstellung per Elektrolyse entspräche rund 40 Prozent der heutigen weltweiten Stromerzeugung. Ob eine klimaneutrale Chemie Realität wird, hängt daher maßgeblich von wirtschaftlichen Rahmenbedingungen, dem Ausbau der Infrastruktur und dem Zugang zu kostengünstiger erneuerbarer Energie ab. Frühzeitiges Handeln, kontinuierliche Innovationen und unterstützende politische Instrumente wie Anreize oder CO₂-Bepreisung sind entscheidend. Ein weiteres Zögern würde die Transformation nur schwieriger und teurer machen.
