DBU aktuell Nr. 5 | Mai 2012

Nachhaltige Chemie durch ressourcenschonende Verfahren und Produkte – dazu zeigt die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) vom 18. bis 22. Juni 2012 innovative Förderprojekte und die interaktive Ausstellung »T-Shirts, Tüten und Tenside«. Schauplatz ist die internationale Chemiemesse ACHEMA 2012 auf dem Frankfurter Messegelände, Halle 9.2, Stand D66.

Energieaufwand und Ressourceneinsatz minimieren, Recyclingfähigkeit erhöhen und Produktionsprozesse umweltschonend gestalten – all dies sind Aspekte der Nachhaltigen Chemie. Vielfältige Beispiele dafür, wie sich diese in konkrete Verfahren und Produkte umsetzen lassen, zeigt die DBU im Juni auf dem Weltforum der Prozessindustrie in Frankfurt.

Folgende sechs Förderprojekte und Partner präsentieren sich am DBU-Stand Nr. D66 in Halle 9.2:

• Umweltsicherheit von Chemikalien verbessern – Vorhersage der Eigensicherheit von ionischen Flüssigkeiten (COSMOlogic GmbH & Co. KG, Leverkusen, siehe DBU aktuell 01/10, Seite 2);

• Entwicklung und Anwendung neuartiger, bleifreier Nickeldispersionsschichten mit Silber- und hBN-Nanopartikeln für Gleitlageranwendungen (IPT International Plating Technologies GmbH, Stuttgart, siehe DBU aktuell 01/10, Seite 3);

• Neuartige Sondentechnik in der Prozessanalytik mit integrierter Reinigungsfunktion (J & M Analytik AG, Essingen, siehe DBU aktuell 04/09, Seite 4);

• Integrierter Prozess zur Produktion von Omega-3-EPA mittels Mikroalgen im Photobioreaktor (Subitec GmbH, Stuttgart, siehe DBU aktuell 02/12, Seite 3);

• Identifizierung von Tropenholz in Papier (Technische Universität Darmstadt, Näheres Seite 2 dieser Ausgabe).

• Innovativer Korrosionsschutz – Galvanische Metallabscheidung aus ionischen Flüssigkeiten (IoLiTec Ionic Liquids Technologies GmbH, Heilbronn). In Kooperation mit Forschungspartnern ist es gelungen, ein Verfahren zu entwickeln, bei dem Eisen aus ionischen Flüssigkeiten abgeschieden wird. Eine mögliche Anwendung für das neue Beschichtungsverfahren sind Diffusionssperrschichten, die häufig noch aus Nickel bestehen. Bei einer Weiterentwicklung könnten Eisenbeschichtungen auch Chrom und Kobalt ersetzen, so dass Umwelt- und Gesundheitsrisiken vermieden würden.
  
  

Neben den Projektpräsentationen lädt »T-Shirts, Tüten und Tenside – Die Ausstellung zur Nachhaltigen Chemie« – in Kooperation mit der DECHEMA, der GdCh und dem VCI – auf dem ACHEMA-Stand dazu ein, das Thema Nachhaltige Chemie an verbrauchernahen Beispielen zu entdecken: An neun Mitmach-Stationen zeigt die DBU-Ausstellung Potenziale der Chemie für eine zukunftsfähige Entwicklung und bietet Lösungsansätze für eine ressourcenschonende Wirtschaft und das eigene Handeln.

Auf der parallel stattfindenden BiobasedWorld – Schaufenster zur Bioökonomie, präsentiert sich das ChemBioTec – Netzwerk für nachhaltige chemische und biotechnologische Produktionsprozesse (www.chembiotec.de). Dieser DBU-initiierte Forschungsverbund ChemBioTec unterstützt als Kompetenz- und Koordinierungsplattform das Umsetzen neuer biotechnologischer Produktionsprozesse.

Weitere Informationen zur DBU auf der ACHEMA 2012 erhalten Sie unter:
www.dbu.de/achema

Tropische Wälder stabilisieren das ökologische Gleichgewicht unserer Erde. Das Abholzen schafft in mehrfacher Hinsicht große Probleme: Zum einen wird damit Lebensraum vernichtet und das Aussterben von Arten beschleunigt, zum anderen stellt das Roden einen massiven Eingriff in das Klima und die Stoffkreisläufe dar. Es gibt mittlerweile zwar erste Legalitätsnachweise für Importholz- und -produkte. Doch noch immer fehlt eine handhabbare Methode zum Aufspüren illegaler Papier- und Zellstoffquellen aus den Tropen.

Weltweit werden jährlich etwa 400 Mio. t Papier produziert, ein Herkunftsnachweis ist daher dringend erforderlich. Die Technische Universität Darmstadt arbeitet derzeit an einem Forschungsprojekt, bei dem Methoden zur schnellen und eindeutigen Bestimmung von Baumarten in Papier- und Zellstoffprodukten entwickelt werden sollen. Kooperationspartner sind das Zentrum Holzwirtschaft – Chemische Holztechnologie der Universität Hamburg und die ISEGA Forschungs- und Untersuchungsgesellschaft (Aschaffenburg).

Im ersten Schritt soll ein Faseratlas für mindestens 20 bis 30 relevante Tropenhölzer entstehen. Dieser wird die Faserformen und -strukturen bildlich darstellen und eine Identifizierung der Fasern durch Lichtmikroskopie erleichtern. Im zweiten Schritt steht dann das Entwickeln eines passenden Bildanalyseverfahrens im Fokus. In einem dritten Schritt soll die Lichtmikroskopie dann so weit wie möglich automatisiert werden, um Zeitaufwand und Kosten bei der Papier­überprüfung zu verringern.

»Von einem praxistauglichen und gerichtsfesten Prüfverfahren werden auch die betroffenen Importeure und Unternehmen profitieren. Sie können einen einfachen und schnellen Nachweis für die Legalität ihrer Ware erbringen. Konkurrenten, die mit illegalen Produkten handeln, werden so vom Markt abgewehrt und der Wettbewerb wird deutlich weniger verzerrt«, erläutert ISEGA-Geschäftsführer Dr. Ralph Derra.

Allein in Europa werden über 100.000 Chemikalien in einer Größenordnung von über einer Tonne pro Jahr produziert, transportiert, zwischengelagert und verwendet. Jede Substanz hat einen bestimmten Einfluss auf die Umwelt, zum Beispiel über den Energieverbrauch bei der Herstellung oder durch einen auf den Menschen oder die Umwelt toxisch wirkenden Effekt. Bei der Entwicklung von neuen Chemikalien oder neuen chemischen Prozessen ist die Syntheseplanung die entscheidende Phase, in der wesentliche Verbesserungen im Sinne einer nachhaltigen Entwicklung realisiert werden können.

In dieser frühen Phase besteht noch weitgehende Flexibilität, umweltfreundliche Chemikalien einzusetzen oder energieeffiziente Prozessschritte zu wählen. Bisher fehlen allerdings geeignete Instrumente, um Umwelt- und Nachhaltigkeitsaspekte in dieser Entwicklungsphase zu messen. Ziel des Projektes ist es daher, ökologische Bewertungen von Chemikalien und chemischen Prozessen schnell und kostengünstig zu ermöglichen.

Hierzu entwickelt die ifu Hamburg GmbH in Kooperation mit der Fachhochschule Emden/Leer und der ETH Zürich eine schnell und einfach anzuwendende Softwareunterstützung für Chemiker und Verfahrensingenieure. Die Software wird es ermöglichen, die zu erwartenden Umweltwirkungen und auch Kosten bereits bei der Syntheseplanung, der Prozessentwicklung oder in bestehenden Prozessen zu quantifizieren. Als Bestandteil der Umberto-Produktfamilie wird die Software helfen, ein effizientes und umweltfreundliches Verfahren zielgerichtet und kostengünstig zu finden.

Solarzellen werden derzeit überwiegend aus dem Halbleitermaterial Silizium hergestellt. Eine viel versprechende Alternative stellen Solarzellen aus organischen Halbleitern dar, die preiswert, ressourcenschonend und einfach hergestellt werden können. Ziel des Verbundvorhabens zwischen der Friedrich-Schiller-Universität (Jena), Polymet Jena e.V. und der Jenpolymer Materials Ltd. & Co. KG war es, durch eine Prozessintensivierung die Synthese organischer Halbleitermaterialien zu vereinfachen.

Die Solarzellen sind zudem flexibel und erschließen dadurch ganz neue Einsatzbereiche. Ihr Wirkungsgrad hat sich in den letzten Jahren so erhöht, dass sie künftig auch aus wirtschaftlicher Sicht eine ernstzunehmende Alternative darstellen könnten. Aktuell befinden sich viele polymere organische Halbleiter jedoch noch im Forschungsstadium, wo sie mit großem Aufwand in Spezialapparaturen synthetisiert werden. Mithilfe der Mikroverfahrenstechnik konnte nun eine effiziente Alternative gefunden werden, die den kontinuierlichen Aufbau maßgeschneiderter Blockcopolymere nach dem Baukastenprinzip erlaubt.

Blockcopolymere sind aus verschiedenen Monomeren und optisch aktiven Substanzen aufgebaut. So wird ein schnelles und einfaches Screening vieler Polymerkombinationen in Hinblick auf die optischen, elektronischen und physikalischen Eigenschaften möglich. Die Arbeiten fanden im Rahmen des DBU-Projektclusters »Novel Process Windows« statt und wurden durch eine ökologische Bewertung des neuen Syntheseverfahrens begleitet.

Stickstoff ist als zentraler Bestandteil von Protein eine der wichtigsten Lebensgrundlagen und Motor allen biologischen Wachstums. Allein in der für eine ausreichende Ernährung der Weltbevölkerung jährlich erforderlichen Eiweißmenge sind ca. 30 Mio. t Stickstoff enthalten. Reaktive Stickstoffverbindungen führen bei der Landbewirtschaftung jedoch zu komplexen Umweltwirkungen wie Grundwasser­belastung mit Nitrat, Eutrophierung, Freisetzung von Lachgas und Ammoniak.

Stickstoff ist als Nährstoff unverzichtbar; unerwünschte Austräge in die Umweltkompartimente müssen aber so weit wie möglich vermieden werden.
Ziel der Förderinitiative ist es, Verluste an reaktiven Stickstoff­verbindungen zu reduzieren und die Effizienz der mineralischen und organischen Stickstoffdüngung zu steigern.

Vorrangig zielt die Förderung darauf ab, das Stickstoffmanagement zu optimieren durch:

• Maßnahmen zur zeitlich und räumlich gezielten, vom Pflanzenbedarf abhängigen Düngerausbringung,

• Technologie- und Verfahrensentwicklungen zur Vermeidung von Stickstoffverlusten bei der Lagerung und Ausbringung von Wirtschaftsdüngern,

• Anwendung modellbasierter Düngeberatungskonzepte in der Praxis.

Geförderte Vorhaben beinhalten in der Regel eine Ökoeffizienzbetrachtung.
Das Antragsverfahren für Projekte zur Förderinitiative »Verminderung von Stickstoffemissionen« ist grundsätzlich für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) und Forschungseinrichtungen offen. Ausdrücklich erwünscht sind Kooperationsprojekte zwischen KMU und Forschungseinrichtungen. Es gelten die Förderleitlinien der DBU in der aktuellen Fassung.
www.dbu.de/1824.html

In Werkzeugmaschinen entstehen während des Bearbeitungsprozesses Dämpfe, die aus Inhaltsstoffen des Kühlschmiermittels, abgetragenem Material und Werkstückverunreinigungen bestehen. Damit diese nicht an den Öffnungen der Werkzeugmaschinen diffus austreten, wird der größte Teil der Maschinenabluft abgeführt. Dies führt zu Energieverlusten, hohem Kühlschmierstoffverbrauch und Temperaturgradienten innerhalb des Arbeitsraumes.

Die Handte Umwelttechnik GmbH (Tuttlingen) hat auf der Grundlage umfassender Simulationen und Berechnungen technisch praktikable Konzepte für eine Kreislaufführung von Prozessluft in Werkzeugmaschinen erarbeitet. Eine Evaluierung in einer realen Produktionsumgebung zeigte die volle Praxistauglichkeit der gefundenen Lösungsansätze.

Durch Konditionierung und Rückführung von bis zu 40 % der abgesaugten Maschinenabluft kann der Arbeitsraum sehr gut temperiert und gezielt durchströmt werden. Gleichzeitig reduziert sich der Energieverbrauch und der Verbrauch an Kühlschmierstoff. Im Rahmen der Temperierung erhöht sich die Produktions­genauigkeit der Werkzeugmaschine.

www.handte.de

Nach dem Studium des Bauingenieurwesens in Weimar entwickelte Dr.-Ing. Jan Liebetrau im Rahmen seiner Doktorarbeit von 2002 bis 2005 eine Methode zur praxisnahen Prozessbewertung und -regelung von Verfahren zur Biogas­erzeugung.

Ein zweijähriger Forschungsaufenthalt führte ihn anschließend an das Alberta Research Council in Kanada. Seit 2008 ist Liebetrau am Deutschen BiomasseForschungszentrum (DBFZ) in Leipzig tätig, seit 2011 als Bereichsleiter Biochemische Konversion. Seine aktuellen Arbeitsschwerpunkte dort sind:

• Emissionsmessungen und -vermeidung an Biogasanlagen,

• Prozessmodellierung und Prozess­regelung,

• Desintegration von Biomasse.

Zu seiner Zeit als DBU-Stipendiat sagt Liebetrau:

»Das Stipendium gab mir die Möglichkeit, mich vollständig auf ein zukunftsweisendes und trotzdem praxisnahes Forschungsthema zu konzentrieren. Die Orientierung auf anwendungsorientierte Inhalte und der damit einhergehende Kontakt zu Anlagen­betreibern helfen mir auch heute noch, die Anforderungen der Praxis ernst zu nehmen und die Forschung auf praxis­taugliche Lösungen zu orientieren. Durch die rasante Entwicklung der Biogastechnologie im letzten Jahrzehnt und die neuen Anforderungen, die sich mit jeder Novellierung des EEG ergeben, ist auch in Zukunft mit einem hohem Bedarf an Lösungen für die Fragen der Anlagen­optimierung zu rechnen.«

Ex-DBU-Stipendiat Toni Meier hat im Rahmen seiner Forschungsarbeit an der Uni Halle-Wittenberg Interessantes zum Ernährungsverhalten von Männern und Frauen zu Tage gefördert. Basierend auf repräsentativen Verzehrs- und Produktionsdaten stellten die Forscher einen Vergleich an über die Umwelt­effekte verschiedener Ernährungsstile. Sie werteten dabei die Datensätze von rund 20.000 Befragten in Deutschland aus.

Bei den Auswirkungen auf den Treibhaus­effekt, den Emissionen von Ammoniak (über Düngemittel) und dem Flächenbedarf zeigte das durchschnittliche Ernährungsmuster der Frauen klare Vorteile gegenüber dem der Männer, so die Wissenschaftler. Danach verzehrten Frauen deutlich weniger umweltintensiv produzierte Nahrungsmittel.

»Übernähmen alle Männer in Deutschland das typische Verzehrprofil von Frauen mit einem um die Hälfte reduzierten Verbrauch von Fleisch- und Wurstprodukten und stattdessen einem höheren Anteil an Gemüse, Obst und Getreideprodukten, würde eine Fläche von rund 15.000 Quadratkilometern im In- und Ausland frei werden. Das entspricht ungefähr der Fläche Schleswig-Holsteins«, fasst Studienleiter Toni Meier zusammen.

»Wir brauchen junge, kluge Köpfe und gut ausgebildete Nachwuchskräfte, um technische Innovationen für den Umweltschutz voranzutreiben!« Das sagte Gerd Hoofe, Staatssekretär im Bundesministerium für Arbeit und Soziales. Er eröffnete die Messe »Perspektive Umweltberufe« im Zentrum für Umweltkommunikation (ZUK) der DBU gemeinsam mit dem stellvertretenden DBU-Kuratoriumsvorsitzenden Helmut Jäger, Geschäftsführer der Firma Solvis (Braunschweig).

Dieser betonte, dass auch die Hannover Messe, weltweite Leitmesse für Industrie und Technologien, in diesem Jahr ganz im Zeichen der so genannten »Green­telligence« – der Umwelttechnik – gezeigt habe, welchen Wirtschaftsfaktor Umweltschutz mittlerweile darstelle. Zurzeit arbeiteten im Natur- und Umweltschutz fast zwei Mio. Menschen in Deutschland, in den »Erneuerbaren Energien« etwa 370.000. Es ist die erste Jobmesse, die in der DBU ausgerichtet wurde. Zukünftig soll sie jedes Jahr am letzten Aprilwochenende stattfinden.

Unterstützt von der DBU findet am 15. und 16. Mai 2012 in Mainz die vierte PIUS-Länderkonferenz statt. Die Veranstaltung stellt den Austausch von Experten aus Wirtschaft, Wissenschaft, Dienstleistung und Verwaltung in den Mittelpunkt. Mit Hilfe interaktiver Formate werden Ergebnisse und Erfahrungen aus den Projektaktivitäten der Bundesländer ebenso eingebracht wie Best-Practice-Beispiele und aktuelle Informationen zu Förder- und Finanzierungsoptionen für mittelständische Unternehmen auf Bundes- und Landes­ebene.

http://www.pius-info.de/

Eine Woche nach Rio+20 findet vom 27. bis 29. Juni 2012 die Jubiläumstagung der 1992 gegründeten ANU Bayern e. V. statt. Ein idealer Zeitpunkt, um gemeinsam das Erreichte zu reflektieren und sich mit neuen Ideen und Methoden aktuellen Herausforderungen zu stellen. Die Fach­tagung im Zentrum für Umwelt und Kultur (ZUK) ermöglicht allen Teilnehmern einen anregenden Austausch mit renommierten Referenten, darunter DBU-General­sekretär Dr.-Ing. E. h. Fritz Brickwedde.

Weitere Infos unter: www.umweltbildung-bayern.de/anu-tagung-2012

lautet das Thema des Herbstsymposiums der DBU am 11. und 12. Oktober 2012 in Benediktbeuern. Es geht um den Aufbau eines Netzwerkes zum Nationalen Naturerbe der gemeinnützigen Eigentümer von Naturschutzflächen. Weitere Infos in DBU aktuell 06/12.

Neu erschienen ist die zweisprachige, deutsch-russische Broschüre »Lernlandschaften für Nachhaltigkeit in den Regionen Lüneburg und Kaliningrad – Deutsch-russisches Kooperationsprojekt«. Die Broschüre steht auf der DBU-Webseite auch als pdf-Download zur Verfügung.

• deutsch: www.dbu.de/643publikation1120.html

• russisch: www.dbu.de/643publikation1121.html

Daneben ist die Publikation kostenlos bei der DBU-Geschäftsstelle erhältlich.

Neu erschienen in der Reihe »Innovationen für die Umwelt« ist wieder eine ganze Reihe von Faltblättern:

• Ökologischer Versandhandel memo AG – Umweltpreisträger Jürgen Schmidt

• Angelaschule Osnabrück – Ökologische Umgestaltung von Schulgebäude und Park

• Yesil Cember – Der Grüne Kreis

• Die Donau – ein verbindender Strom

• Waldplaner – für Forschung und Praxis

• Rückgewinnung von Fluormonomeren

• Naturschutz als positive Lebensphilo­sophie – Umweltpreisträger Heinz Sielmann

• Nachhaltige Landwirtschaft

• Kraftstoff sparen mit variabler Drehzahl

• Die Hopfenblattlaus – Kulturschädling im Hopfen

• Neuauflage des DBU Naturerbe-Flyers »Insel Ruden«

Die Publikationen sind kostenlos bei der Geschäftsstelle erhältlich und stehen als pdf zum Download bereit.
www.dbu.de/339.html

Herausgeber
Deutsche Bundesstiftung Umwelt DBU
An der Bornau 2
49090 Osnabrück
Tel. 0541|9633-0
Fax 0541|9633-190
www.dbu.de

Redaktion
Stefan Rümmele, Verena Menz
Zentrum für Umweltkommunikation der Deutschen Bundesstiftung Umwelt gGmbH ZUK
An der Bornau 2
49090 Osnabrück
Tel. 0541|9633-962
Fax 0541|9633-990

Verantwortlich
Dr. Markus Große Ophoff (ZUK)

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