Holzabfälle statt Erdöl als Rohstoff für Chemikalien

Die Forschenden um Konrad Hungerbühler von der ETH Zürich berichten, dass sich Bernsteinsäure - eine wichtige Grundchemikalie der chemischen Industrie - wirtschaftlich, umweltfreundlich und sicher aus Holzabfällen herstellen lässt. Zu diesem Schluss kamen sie durch Vergleich von Kosten und Ökobilanz der konventionellen Herstellung aus Erdöl mit verschiedenen alternativen Prozessen.

Chemische Produkte wie Lösungsmittel, Kunststoffe oder Medikamente basieren auf Erdölbestandteilen, schrieb die ETH am Montag in einer Mitteilung. Da Erdöl jedoch ein endlicher Rohstoff ist, suchen Forschende nach Verfahren, um diese Produkte aus nachwachsenden Rohstoffen herzustellen.

Im Fokus der Studie, die kürzlich im Fachjournal «Energy and Environmental Science» erschienen ist, stand die biotechnologische Herstellung der Chemikalie mithilfe von Bakterien. Diese benötigen dafür Traubenzucker (Glukose), der sich mithilfe von Säure aus Zellulose, also Holzabfällen, gewinnen lässt.

Je nach genauem Prozess und Bakterienstamm liesse sich Bernsteinsäure entweder günstiger oder umweltfreundlicher herstellen als mit dem konventionellen Verfahren: Bei gleichbleibender Umweltbelastung wäre eine alternative Methode beispielsweise 20 Prozent günstiger, so die Mitteilung. Oder die Umweltbelastung liesse sich um 28 Prozent reduzieren bei ähnlichen Kosten wie die Herstellung aus Erdöl.

Als Mass für die Umweltbelastung nutzten die Forschenden den Energieverbrauch für die Herstellung - inklusive der sogenannten «grauen Energie», die auch den Energiebedarf für die Produktion von Ausgangsstoffen, Infrastruktur und Abfallentsorgung einschliesst.

Ausser Holzabfällen wären auch Zuckerrüben eine mögliche Quelle für die Glukose, um die Bernsteinsäure-produzierenden Bakterien zu «füttern». In Sachen Wirtschaftlichkeit, Sicherheit und Umweltverträglichkeit lag die Verwendung von Zuckerrüben mit der von Holzabfällen etwa gleichauf, schrieb die ETH.

Allerdings hätten die Holzabfälle den Vorteil, das man damit nicht mit der Nahrungsmittelversorgung konkurriere, erklärte Studienautor Merten Morales. «Wenn es möglich ist, Holzabfälle - zum Beispiel solche aus der Forstwirtschaft - zu nutzen, sollte man das tun», liess er sich in der Mitteilung zitieren. Eine andere Glukose-Quelle seien Zellulose-haltige Laugen, die als Abfall in der Papierindustrie anfallen.