Die Entwicklung pflanzlicher und erneuerbarer Alternativen zu Erdölderivaten ist eine wichtige Anstrengung beim Übergang von einer fossilen Wirtschaft zu einer ökologischeren und nachhaltigeren Wirtschaft.
Das Hindernis auf diesem Weg ist die Integration neuer Technologien in bereits bestehende industrielle Systeme, eine Integration, die Risiken birgt (offensichtlich von vielen, die es nicht wert sind, eingegangen zu werden), die hauptsächlich mit der Massenproduktion und dem Marketing verbunden sind.
Neue Forschungsergebnisse, die in Energy and Environmental Science, einer Gruppe des Great Lakes Bioenergy Research Center und der University of Madison, Wisconsin, veröffentlicht wurden, haben ein effizientes und kostengünstiges Verfahren zur Herstellung von HMF, Hydroxymethylfurfural, einer pflanzlichen Verbindung, beschrieben, die für die Entwicklung von entscheidend ist eine erneuerbare Wirtschaft.
Das Verfahren ist einfach und kompatibel mit der industriellen Infrastruktur, die mit der Herstellung von Maissirup verbunden ist, einem natürlichen Süßstoff, der in vielen Lebensmitteln (sogar in Coca-Cola) verwendet wird.
"Wir haben diese Technologie in aktuelle industrielle Prozesse integriert, um das anfängliche Risiko 3 zu verringern und das anfängliche Kapital zu senken, das für die Verbreitung in großem Maßstab erforderlich ist."
Ali Hussain Motagamwala, der das Projekt leitete.
Mit HMF kann eine Vielzahl von Materialien und Kraftstoffen hergestellt werden: ist die Grundlage des derzeitigen Polyethylenterephthalats (PET), des üblichen Kunststoffs zur Herstellung von Mineralwasserflaschen oder anderen Verpackungen: Seine Verwendung würde zur Verbreitung vollständig biologisch abbaubarer Biokunststoffe führen.
Die Frage der Kosten
Gegenwärtig und bis zur einfachen Anwendung eines Produktionsprozesses wird die Verwendung von HMF durch die hohen Produktionskosten gebremst: Biokunststoffe sind teurer als die entsprechenden aus Erdöl gewonnenen Materialien.
Es besteht eine starke Nachfrage nach nachhaltigen Alternativen. Die Frage an dieser Stelle lautet: Wie wettbewerbsfähig können sie gegenüber Erdölprodukten sein und wie können wir ihnen helfen, im Wettbewerb zu bestehen?
HMF hat ein enormes Potenzial, und die Herstellung unter Verwendung der Fructose-Industriekette ist eine entscheidende Herausforderung.
Wie der Prozess funktioniert
Das Problem der biologischen Abbaubarkeit von Kunststoffen ergibt sich aus den Substanzen, die das "Gemisch" bilden: Lösungsmittel, die die Materialien imprägnieren und sich nach ihrer Verwendung nicht in der Umwelt lösen können. Das vom Team des Great Lakes Bioenergy Research Center entwickelte Verfahren löst das Problem mit einem einfachen Produkt, das nur aus Wasser und Aceton besteht: Der so erhaltene Kunststoff ist fest, aber nach seiner Verwendung leicht „trennbar“.
Die Forscher machten eine wirtschaftliche Schätzung der Nachhaltigkeit des Prozesses: Bei einem Mindestpreis von rund 1650 € pro Tonne ergibt sich eine wirtschaftliche Rendite von 25%, ein Prozentsatz, der auch die mögliche Rentabilität einer Investition in diesem Sektor zeigt.
Das ist noch nicht alles: Das gleiche Verfahren kann auch auf Glukose und Biomasse angewendet werden, die sogar billiger und häufiger als Fruktose sind. Diese Entwicklung ist jedoch mit einer zweiten Anwendungsphase verbunden, die eine Anpassung der Infrastruktur erfordert.