„nachhaltige technologien 01 | 2025"

oxidierten Form als CO 2 bereitgestellt, wodurch die Möglichkeiten zur stofflichen Verwertung herausfor- dernd werden, da thermodynamisch energiearmes Kohlendioxid nicht leicht in wertvollere Materialien überführt werden kann. Die Bedeutung von Produktlebenszyklen für den Kohlenstoffkreislauf Kohlenstoffhaltige Produkte sind während ihrer Nut- zungsdauer ein Zwischenspeicher für Kohlenstoff, da sie diesen in Form verschiedenster organischer Verbindungen binden. Am Lebensende eines solchen Produktes kann der Kohlenstoff durch Recycling dem Materialkreislauf wieder zugeführt werden, oder aber durch Verbrennung bzw. biologischen Abbau wieder in die Umwelt gelangen. Die Langlebigkeit und Recycelbarkeit von Produkten bestimmen daher maßgeblich deren Nettoemissionen. Das gilt auch für industrielle Nebenprodukte wie kontaminierte m Wege zu „Net Zero“ oder gar klimapositive, negative Emissionen in Bioraffinerien zu identifi- zieren, gilt es, die Interaktionen von industriellen Aktivitäten mit globalen Kohlenstoffkreisläufen zu berücksichtigen. Darauf aufbauend lassen sich Strategien zur Defossilisierung industrieller Abläufe entwerfen, um unerwünscht hohen Konzentratio- nen an Treibhausgasen (THG) in der Atmosphäre entgegenzusteuern. Der IEA IETS Task 11 „Industrial Biorefineries towards Sustainability“ beschäftigt sich mit möglichen Lösungswegen für Bioraffinerien. Industrielle Kohlenstoffquellen und ihr Einfluss auf den Kreislauf Wie Abbildung 1 illustriert, können in der industriel- len Produktion verschiedene Kohlenstoffquellen zum Einsatz kommen. In Bioraffinerien sind dies haupt- sächlich biogene Rohstoffe wie Holz oder andere Biomasse, wobei aber auch fossile Energieträger wie Kohle, Öl oder Gas zur Energieversorgung zum Einsatz kommen können. Für Bioraffinerien auf dem Weg zu „Net Zero“ ist dabei auch die Herkunft der Biomasse oft entscheidend. In jüngster Zeit gewinnen auch recycelte Materialien zunehmend an Bedeutung. Beispielsweise ist das globale Volumen mechanisch und chemisch recycelter Kunststoffe zwischen 2018 und 2023 um beachtliche 21% gestiegen [1] . Das verdeutlicht den Erfolg der Bemühungen der letzten Jahre und hebt das Potenzial geschlossener Mate- rialkreisläufe hervor, die als effektiver Ansatz zur Ressourcenschonung und Reduzierung des Primärroh- stoffverbrauchs weiter ausgebaut werden können. Für Bioraffinerien sind Beispiele dafür die kaskadische Nutzung von Kohlenstoff, bis hin zur Nutzung als Biokohle im Boden. Ergänzend zum recycelten Koh- lenstoff kann auch atmosphärisches CO 2 aus der Luft (Direct Air Capture (DAC)) oder aus industriellen Emis- sionen, wie sie auch bei Bioraffinerien entstehen, als potenziell klimaneutrale Rohstoffquelle nutzbar gemacht werden [2] . Im Gegensatz zu anderen Quellen wird der Kohlenstoff hierbei in seiner vollständig U Philipp Petermeier, Paul R. Stuart, Bettina Muster-Slawitsch Abbildung 1. Die Wechselwirkung industrieller Aktivitäten mit dem globalen Kohlenstoffkreislauf. Zu den Kohlenstoffquellen, die als potenzielle Inputs dargestellt werden, gehören (a) atmosphärische, (b) fossile, (c) biogene und (d) recycelte Quellen, während Produkte (oder Energie) und Emissionen die Fabrikoutputs darstellen. Die Emissionen werden entweder direkt in die Atmosphäre freigesetzt oder zur Nutzung (CCU) beziehungsweise zur Speicherung (CCS) aufgefangen. Am Ende der Lebensdauer eines Produkts kann es verbrannt, biologisch abgebaut oder recycelt werden, wobei es auf unterschiedliche Weise zur gesamten Kohlenstoffbilanz beiträgt Quelle: Hanna Lanz, AEE INTEC. Wege zu „Net Zero“ in Bioraffinerien 27 26 TECHNOLOGIEENTWICKLUNG