Wie trägt FDCA dazu bei, den CO2-Fußabdruck der Chemie- und Kunststoffindustrie zu reduzieren?

2,5-Furandicarbonsäure (FDCA) wird aus erneuerbaren Biomasse-Rohstoffen (z. B. pflanzlichem Zucker) gewonnen und ist damit eine nachhaltigere Option im Vergleich zu herkömmlichen Chemikalien, die aus erdölbasierten Rohstoffen hergestellt werden. Biomasse, zu der landwirtschaftliche Nebenprodukte, Abfallstoffe und spezielle Nutzpflanzen wie Mais oder Zuckerrohr gehören, absorbiert im Rahmen ihres Wachstumsprozesses Kohlendioxid (CO2). Bei der Verwendung zur Herstellung von FDCA wird dieser Kohlenstoff effektiv im Endprodukt „sequestriert“. Dadurch fungiert FDCA als kohlenstoffneutrale oder kohlenstoffarme Alternative zu Chemikalien aus fossilen Brennstoffen, die bei der Gewinnung, Raffinierung und Verarbeitung für erhebliche Emissionen verantwortlich sind. Durch die Umstellung auf erneuerbare Biomasse wird die allgemeine Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen verringert, wodurch sich der CO2-Fußabdruck der Chemie- und Kunststoffindustrie erheblich verringert.

Die Herstellung von FDCA ist im Allgemeinen mit deutlich geringeren Treibhausgasemissionen (THGs) im Vergleich zu herkömmlichen petrochemischen Prozessen verbunden. Petrochemische Prozesse zur Herstellung von Materialien wie Polyethylenterephthalat (PET) und anderen gängigen Kunststoffen sind in der Regel energieintensiv und führen zu großen CO2-Emissionen, da sie auf nicht erneuerbaren fossilen Brennstoffen basieren. Im Gegensatz dazu erfordert die fermentative Produktion von FDCA typischerweise weniger Energie und führt zu weniger Emissionen. Die Verwendung von FDCA in biobasierten Polymeren wie Polyethylenfuranoat (PEF) kann zu noch geringeren Treibhausgasemissionen über den gesamten Lebenszyklus des Materials führen, von der Produktion bis zur Entsorgung.

FDCA-basierte Polymere wie PEF bieten im Vergleich zu herkömmlichen Kunststoffen wie PET deutliche Verbesserungen der biologischen Abbaubarkeit. PEF, hergestellt aus FDCA, weist eine hervorragende biologische Abbaubarkeit auf, was bedeutet, dass beim Abbau in der Umwelt weniger schädliche Nebenprodukte entstehen als bei herkömmlichen Kunststoffen. Diese Fähigkeit, effizient zu neuen Produkten recycelt zu werden, verringert den Bedarf an Neumaterialien und verringert die Gesamtauswirkungen auf die Umwelt. Durch die Verbesserung der Recyclingfähigkeit und biologischen Abbaubarkeit von Kunststoffen trägt FDCA zur Reduzierung von Kunststoffabfällen bei und ist damit ein wichtiger Wegbereiter für nachhaltigere Materialmanagementpraktiken und geschlossene Kreislaufsysteme.

Eine der direktesten Möglichkeiten, mit der FDCA den CO2-Fußabdruck reduziert, besteht darin, dass es die Möglichkeit bietet, herkömmliche erdölbasierte Chemikalien bei der Herstellung von Kunststoffen und anderen Materialien zu ersetzen. Herkömmliche petrochemische Prozesse zur Herstellung von Kunststoffen sind stark auf fossile Brennstoffe angewiesen, die erheblich zu den Kohlenstoffemissionen beitragen. FDCA wird aus erneuerbaren Ressourcen gewonnen, die eine viel geringere Kohlenstoffintensität aufweisen. Durch die Verwendung von FDCA als Ersatz für herkömmliche, aus fossilen Rohstoffen gewonnene Monomere können Hersteller ihre Abhängigkeit von nicht erneuerbaren Ressourcen und die mit der Gewinnung, Raffinierung und Verarbeitung von Erdöl verbundenen Kohlenstoffemissionen erheblich reduzieren. Dieser Übergang von erdölbasierten zu erneuerbaren Rohstoffen trägt direkt zur Kohlenstoffreduzierung auf Makroebene bei.

Die biotechnologische Produktion von FDCA, typischerweise durch Fermentation von Zuckern, bietet eine höhere Energieeffizienz im Vergleich zu den Hochtemperatur- und Hochdruckverfahren, die in der traditionellen petrochemischen Industrie eingesetzt werden. Fermentationsprozesse werden typischerweise bei niedrigeren Temperaturen und Drücken durchgeführt, was zu einem geringeren Energieverbrauch führt. Im Gegensatz dazu erfordert die Herstellung erdölbasierter Kunststoffe wie PET erhebliche Energiemengen, sowohl bei der Gewinnung von Rohöl als auch bei der Umwandlung in Kunststoffpolymere. Da sich die Produktionsmethoden für FDCA weiter verbessern, werden weitere Fortschritte bei der Energieeffizienz erwartet, die dazu beitragen werden, die CO2-Emissionen noch weiter zu senken.