Plattformchemikalie

Plattformchemikalien sind aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellte Grundchemikalien, die sich als Synthesebausteine für zahlreiche weitere Chemikalien eignen. Sie stehen damit in Konkurrenz zu petrochemisch hergestellten Grundchemikalien.[1]
Wichtige Beispiele für Plattformchemikalien sind Ethanol, Glycerin, Glucose, Furfural und Aceton.[2][3]

Definition

Plattformchemikalien sind eine Zwischenstufe bei der stofflichen Nutzung nachwachsender Rohstoffe. Als solche sind sie eng mit dem Konzept der Bioraffinerie und der grünen Chemie verknüpft. Sie werden aus den Präkursoren hergestellt und zu höherwertigen Chemikalien und Endprodukten weiterverarbeitet.[4][5][6][7]

Biomasse Präkursoren Plattformchemikalien Produkte und Anwendungen
Getreide, Mais, Weizen Kohlenhydrate Ethanol, Ethen[6] Kraftstoff, Biogas, Kunststoff
Getreide, Kartoffeln Stärke, Zucker Glucose Sorbit, Mannit[6] Leim, Verdickungsmittel, Polyurethan
Mais Zucker Milchsäure, Polylactide (PLA), Acrylsäure[6] Verpackungen
Zuckerrübe, Zuckerrohr Zucker Glycoside, Glycolid[6] Tenside
Zuckerrübe, Zuckerrohr Glucose Stärke Melasse Biogas, Biotreibstoff
Öle & Fette Fettsäuren, Methylester[6] Polyolester, Epichlorhydrin Kosmetika, Schmierstoff
Öle & Fette Glycerin, Alkohole[6] Glycerinester, 1,3-Propandiol, 2,5-Furandicarbonsäure[6] Tenside, Kosmetika, Schmierstoffe
Rapsöl, Zuckerrübe, Rizinusöl Dicarbonsäuren[8] Polyamide, Polyester Kunstfaser
Gras, Klee, Luzerne Protein Lysin, Aminosäuren Futtermittel-Zusatzstoff
Holz Lignin Phenolderivate, Vanillin, Syringaldehyd Aromastoff, Duftstoff, Biowerkstoff
Holz Kohlenhydrate Furfural Kunstharz, Gießereiadditiv
Holz Lignocellulose, Hydroxymethylfurfural Lävulinsäure Weichmacher, Kosmetik, Herbizid
Lebensmittelabfälle, Zuckerabfälle Fermenter Biomasse Polyhydroxyalkanoate Bio-basierter Kunststoff
Kohlendioxid & Wasserstoff Aceton Isophoron[9] Lösungsmittel

Wichtig für Plattformchemikalien ist, dass sie als Baustein (Plattform) für viele verschiedene Produkte genutzt werden können. Im folgenden Schaubild ist zu erkennen, wie von Furfural ausgehend zahlreiche verschiedene chemische Strukturen direkt und in mehreren Schritten hergestellt werden können.

Bedeutende Plattformchemikalien

2004 wurde zum ersten Mal eine Rangliste von Plattformchemikalien auf Kohlenhydratbasis vom Energieministerium der Vereinigten Staaten veröffentlicht,[10] welche 2010[2] überarbeitet wurde. Dabei wurden neun Kriterien, wie etwa die Rezension in der Fachliteratur, die Vielfältigkeit der Folgeprodukte und die Möglichkeit der direkten Substitution petrochemischer Produkte berücksichtigt.[2] Die wichtigsten Verbindungen der Plattformchemiklien sind in der Galerie zu sehen:

Hersteller

Einige Hauptakteure des globalen Bio-basierten Plattformchemikalien-Marktes sind: Avantium; BASF SE; Bioamber Inc.; Braskem SA; Cargill Inc.; Dow Chemical; DuPont Tate & Lyle Bio Products Company LLC; Evonik Industries AG; GFBiochemicals; Ineos; Koninklijke DSM NV; Lyondellbasell Industries NV; Merck KGaA; Yield10 Bioscience, ehemals Metabolix Inc; Myriant; Novozymes; Mitsubishi Chemical Co.; Succinity GmbH; PTT Global Chemical Public Co. Ltd.[11][12]

Einzelnachweise

  1. ↑ Eintrag zu Plattformchemikalien. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 5. September 2019.
  2. ↑ a b c Joseph J. Bozell & Gene R. Petersen: Technology development for the production of biobased products from biorefinery carbohydrates—the US Department of Energy’s “Top 10” revisited. In: Green Chemistry. Band 12, Nr. 4, 2010, S. 525–728, doi:10.1039/b922014c.
  3. ↑ Sonja Beyer: Biobasierte Acetonherstellung, Forscher wollen Aceton im Fermenter herstellen. 8. November 2011, abgerufen am 19. Mai 2022.
  4. ↑ Birgit Kamm: Biomasse-Wirtschaft und Bioraffinerie-Systeme. LIFIS ONLINE, 2008. / PDF; abgerufen am 10. September 2019.
  5. ↑ Birgit Kamm: Grüne Bioraffinerie, Demonstrationsvorhaben im Havelland/ Deutschland. 2011, abgerufen am 19. Mai 2022.
  6. ↑ a b c d e f g h Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie: Die Natur als chemische Fabrik. 29. September 2007, abgerufen am 19. Mai 2022.
  7. ↑ Thomas Hirth: MIT NACHWACHSENDEN ROHSTOFFEN DEM WANDEL BEGEGNEN – VON DER ERDÖLRAFFINERIE ZUR BIORAFFINERIE. (pdf) 12. Mai 2011, abgerufen am 19. Mai 2022.
  8. ↑ Wolfgang Krischke, Steffen Rupp, Claudia Vorbeck: Die Natur als chemische Fabrik. Presseinformation / 02. Oktober 2008. 13. Oktober 2008, abgerufen am 19. Mai 2022.
  9. ↑ Evonik: Erneuerbares Aceton: Evonik bringt nachhaltigere Isophoronprodukte auf den Markt. Abgerufen am 19. Mai 2022.
  10. ↑ T. Werpy, G. Petersen: Top Value Added Chemicals from Biomass. Volume I — Results of Screening for Potential Candidates from Sugars and Synthesis Gas. (pdf) August 2004, abgerufen am 19. Mai 2022.
  11. ↑ Michael Lawrence: Globale Plattform-Chemikalien-Markt-Potenzial-Wachstum, Aktie, Nachfrage und die Analyse der wichtigsten Akteure – Forschung Prognosen bis 2031. 23. November 2021, abgerufen am 19. Mai 2022.
  12. ↑ Bio-basierte Plattformchemikalien-Marktanteil im Jahr 2022 Global Business Overview, Top Leaders, Entwicklungen, Nachfrage, Chancen und Herausforderungen bis 2025. 6. Mai 2022, abgerufen am 19. Mai 2022.