4. Fachdialog

Thomas Jakl, Abteilungsleiter Chemiepolitik und Biozide im BMK, begrüßte die Teilnehmer:innen und umriss die aktuellen Entwicklungen im Umfeld der Grünen Chemie auf nationaler und europäischer Ebene. In Österreich werde bereits seit 8 Monaten – auch im Rahmen des Green Deal – an der Kreislaufwirtschaftsstrategie gearbeitet. Dabei wurden alle Akteure konsultiert und deren Haltungen, Schwerpunkte, Anliegen und Wünsche erhoben. Derzeit werden diese Stimmungsbilder in einer gemeinsamen Strategie mit dem Ziel verwirklicht, einen möglichst hohen Konkretisierungsgrad zu erreichen. Aktuell werden in der Strategie für eine nachhaltige Chemiepolitik nicht nur die Toxizität und Exposition berücksichtigt, sondern auch der Lebenszyklus. Es gibt daher eine Schwerpunktsetzung im Bereich Safe and Sustainable by Design (SSbD), wobei bereits eine erste konkrete Umsetzung der Kreislaufwirtschaftsstrategie in Österreich im Gange ist: die FTI (Forschung/Technologie/Innovation)-Initiative Kreislaufwirtschaft. SSbD wird als Teil der Bewertungsansätze für chemische Produkte gesehen. In diesem Zusammenhang sieht das Ministerium in der Plattform Grüne Chemie eine Kernkompetenz, um einen österreichischen Beitrag zu leisten. Die Arbeitsgruppe um Michael Ghobrial, Experte im Umweltbundesamt, hat eine interessante Studie über Bewertungsansätze nachhaltiger Chemikalienproduktion erstellt. Darauf aufbauend wollen wir ein eigenes Bewertungssystem entwickeln, welches einen konstruktiven Input zur EU-Diskussion liefert.

Im Anschluss eröffnete Michael Ghobrial die Fachvorträge mit einem Überblick über seine Studie „Bewertungstools in der Grünen und Nachhaltigen Chemie“:

Eine Vielzahl an Parametern wie zum Beispiel die Auswahl der Edukte, Reaktionsbedingungen, Syntheseschritte, etc. haben darauf einen Einfluss, wie nachhaltig und „grün“ eine Reaktion ablaufen kann. Der Einsatz von systematischen Methoden zur Bewertung der grünen und nachhaltigen Chemie, insbesondere von Chemikalien, ist daher unerlässlich. Jedem Bewertungstool liegen Indikatoren zu Grunde, die sich nach Ressourcenverbrauch, Umweltauswirkungen und wirtschaftlicher Machbarkeit einteilen lassen. Zu jedem Bereich lassen sich drei Unterkategorien zuteilen:

• Ressourcenverbrauch: Massenbasierte-, thermodynamische- und Footprint Indikatoren;
• Umweltauswirkungen: Komponenten-, Mittelpunkt- und Endpunk- Indikatoren und
• wirtschaftliche Machbarkeit: Konventionelle-, Umwelt-, und potentielle Kosten.

Im Rahmen des Vortrags wurden die Methodik sowie Vor- und Nachteile von vier ausgewählten Bewertungstools vorgestellt: „Eco-Scale“ sowie „EATOS“, die beide chemische Reaktionen auf Basis von sechs- respektive 13 Indikatoren, Synthesen und deren beteiligte Chemikalien bewerten. Eine Bewertung des Synthesewegs vom Rohstoff zum Produkt auf Basis des Anteils von erneuerbaren Rohstoffen ist mit Hilfe des „BioLogicTools“ möglich. Die Auswahl von geeigneten Lösungsmittel, die in der Regel einen beträchtlichen Massenanteil bei chemischen Reaktionen ausmachen, kann mittels „Chem21 selection guide“ erfolgen. Resümierend sind einige Tools zur Nachhaltigkeitsbewertung von Chemikalien anhand unterschiedlicher Indikatoren zum Teil kostenlos verfügbar, allerdings fehlt noch ein ganzheitliches Konzept, das international anerkannt ist.

In der anschließenden Diskussionsrunde erklärte Ghobrial auf eine Frage, dass im Tool „Eco-Scale“ sechs verschiedene Indikatoren betrachtet werden und deren etwaige Strafpunkte genau eingeteilt und zugeordnet werden. Zurzeit sieht Ghobrial das größte Problem bei einer praktischen Umsetzung in der Industrie in der mangelnden Vergleichbarkeit der vorgestellten Methoden, und hofft als Lösung auf eine Harmonisierung wesentlicher Indikatoren auf EU-Ebene sowie die Erstellung von Leitfäden. Bei den untersuchten Bewertungsmethoden werden die sozialen Aspekte derzeit noch zu wenig betrachtet. Zur Nachfrage der Bewertungsmethode für erneuerbaren Kohlenstoff verwies Ghobrial auf das „BioLogicTool“, in dem auch der Heteroatomanteil eines Moleküls bewertet wird.

Theresa Hirschfelds Fokus als Mitarbeiterin im Sustainability Strategy Development bei BASF liegt in der Gestaltung und Umsetzung der europäischen Chemikalienstrategie für Nachhaltigkeit. Der Titel ihres Fachvortrages lautete „Sustainable Solution Steering: How does BASF’s portfolio contribute to sustainability”.

BASF versucht dem Ziel „We create chemistry for a sustainable future“, gerecht zu werden, indem sie die verfügbaren Ressourcen bestmöglich nutzen, diese verantwortungsvoll beschaffen und produzieren. Mit der „Sustainable Solution Steering“-Methode werden die wesentlichen Nachhaltigkeitskriterien und Herausforderungen in den Industrien ihrer Kunden ermittelt. So kann der Nachhaltigkeitsbeitrag jedes ihrer Produkte in seiner spezifischen Anwendung bewertet werden. Mit diesem Ansatz versucht BASF die gesamte Wertschöpfungskette zu berücksichtigen und geht dabei auf regionale und industriespezifische Unterschiede ein. Darüber hinaus finden sich verschiedene wirtschaftliche, ökologische und gesellschaftliche Aspekte in der Bewertung wieder:

• Ökonomie: zum Beispiel Möglichkeiten zur Kosteneinsparung für ihre Kunden
• Ökologie: zum Beispiel Einhaltung von Standards und Entwicklung von umweltverträglichen Lösungen
• Gesellschaft: zum Beispiel Steigerung der Sicherheit in Produktion, Anwendung und Verwertung

Zusammen mit den Kunden werden die Produkte kontinuierlich verbessert und somit das gesamte Produktportfolio gesteuert. BASF versucht dabei, die Nachhaltigkeit verstärkt in ihre strategischen sowie Forschungs- und Entwicklungsprozesse zu integrieren. Damit verbunden sind:

• Ausbau des Anteils innovativer und nachhaltiger Lösungen
• Reduzierte Umwelteinflüsse entlang der Wertschöpfungskette
• Risikominimierung in Bezug auf Nachhaltigkeit

Jede Lösung wird entsprechend ihres Nachhaltigkeitsbeitrags einer von vier Kategorien zugeordnet: Accelerator, Performer, Transitioner, Challenged. Accelerator-Produkte leisten einen besonderen Beitrag zur Nachhaltigkeit in der Wertschöpfungskette und zeichnen sich durch durchschnittlich höhere Wachstumsraten aus. Daher hat sich BASF auch das konkrete Ziel gesetzt, bis 2025 den Umsatz mit Accelerator-Produkten mit über 30% im Vergleich zu 2020 zu erhöhen.

In der Diskussion wies Hirschfeld auf die Frage nach den Abfällen darauf hin, dass BASF als Verbundstandort in Ludwigshafen sehr effizient arbeiten und die Abfälle fast vollständig wiederverwendet werden. Zur Frage nach der Exposition bzw. Substitution hinsichtlich gefährlicher Chemikalien, antwortete sie, dass die Sicherheitsaspekte im Portfolio regelmäßig angepasst und nachjustiert werden. Zuletzt erwähnte Hirschfeld, dass die Chemicals Strategy for Sustainability (CSS), ein Schlüsselelement des Green Deal, bei BASF auf Klein- und Mittelschichtunternehmen zielt, wo die größte Innovation in der Chemie erwartet wird. Die Umsetzung von Bewertungsmethoden in solchen Unternehmen sieht sie jedoch derzeit noch als große Herausforderung.

Barbara Wetzer, Expertin für Grüne Chemie im Umweltbundesamt, informierte in ihrer Präsentation über die aktuellen Themen und Aktivitäten im Bereich der Grünen Chemie in Österreich. Sie wies auf das letzte Treffen der Plattform Grüne Chemie (PGC) im März 2021 hin und erläuterte – vor allem für alle die mit diesen Veranstaltungsformaten noch nicht vertraut waren – die Struktur und Organisation von Fachdialog (offenes Forum der Vernetzung, Orientierung für Austausch zwischen Wissenschaft, Lehre, Verwaltung, Wirtschaft, Stakeholder-VertreterInnen) und Plattform (nominierte Mitglieder aus denselben Bereichen wie Fachdialog; operatives Gremium, das nationales Arbeitsprogramm Grüne Chemie entwickelt, Umsetzung vorantreibt.; Beratung der Klimaschutzministerin;). Die allgemeinen Ziele des Arbeitsprogramms der Plattform wurden vorgestellt sowie auch einige der derzeit laufenden Projekte (alternative Wirtschaftsformen, Kinderuni, Lehrinhalte zu Themen der Grünen Chemie etc.;).

Wetzer präsentierte die neue Webseite zur Grünen Chemie in Österreich und bat um Beiträge, vor allem in den Bereichen Publikationen, Veranstaltungen, Projekte (www.grünechemieösterreich.at, www.greenchemistryaustria.at). Abschließend wies sie auf die Möglichkeit hin, die allgemeine Ablage des Fachdialogs zu nutzen (Ablage der Präsentationen, Kontaktliste etc.). Bei Interesse Anfrage bitte an greenchemistry-austria(at)umweltbundesamt.at weiterleiten);

Josef Lukasser, Leiter der Abteilung Forschung und Entwicklung bei Claro Products GmbH, berichtete in seinem praxisnahen Vortrag über die Möglichkeiten zur Bewertung umweltfreundlicher Geschirrspülmittel.

Das Unternehmen Claro, das seit über 20 Jahren als Entwickler und Produzent von umweltfreundlichen Geschirrspülmitteln am Markt ist, hört besonders auf seine kritischen Kunden. Daher versteht sich Claro auch als Bindeglied zwischen den Rohstoffherstellern und den Endkunden.

Die wichtigste Eigenschaft eines Spülmittels ist die Produktleistung, es rückt aber auch die Verwendung grüner Rohstoffe immer mehr in den Fokus. Bei Spülmitteln bieten vor allem die Tenside und die Kalkbinder (Polymere und Phosphonate) viel Potential für Verbesserungen.

Bei der Auswahl von grünen Rohstoffen betrachtet Claro vor allem deren Kriterien während und nach der Anwendung. Die Ökotoxizitätsdaten dieser Rohstoffe bilden als Standarddaten die Basis für die Erlangung des EU-Ecolabels. Derzeit sind zwar biobasierte Rohstoffe der Trend am Rohstoffmarkt, jedoch lassen sich einige wichtige Rohstoffe derzeit (noch) nicht (teil-)biobasiert herstellen.

Bei der biologischen Abbaubarkeit von Rohstoffen für Spülmitteln geht es primär um Polyacrylate und Phosphonate, die zwar nicht biologisch abbaubar aber auch nicht ökotoxisch sind. Neuentwicklung von Ersatzstoffen mit biologischer Abbaubarkeit sind derzeit nicht wirklich im Fokus der Industrie, mittelfristig werde dieses Kriterium aber massiv an Bedeutung gewinnen.

Grundsätzlich gibt es bei den Kunden zwei Sichtweisen bezüglich Grüner Chemie:
Für die kleinere Gruppe ist das Kriterium „biobasiert“ wichtiger als alle anderen Eigenschaften; für die viel größere Gruppe ist eine gute Reinigungsleistung genauso wichtig wie eine umweltfreundliche Anwendung. Das spiegelt sich in den 4 fast identen Produktlabels „EU-Ecolabel“, „Österr. Umweltzeichen“, „Nordic Swan“ und „Blauer Engel“ wider: Sie vereinen geprüfte Reinigungsleistung mit Umweltfreundlichkeit (Ökotoxizität, starke Einschränkung von nicht abbaubaren Rohstoffen, biobasierte Rohstoffe).

Aus Sicht von Claro liegt die Zukunft in „grünen“ Spülmitteln, die höchste Reinigungsleistung mit maximaler Umweltfreundlichkeit verbinden und ein EU-Ecolabel tragen.

Die Einhaltung der EU-Vorgabe bis 2040/2050 im gesamten Produktionsprozess fossilfrei zu sein, sieht Lukasser aufgrund möglicher fehlender Wirksamkeit der Alternativen schwierig umzusetzen. Zur Frage der Biomassenbilanzierung für den Einsatz von Rohstoffen, meint er, dass ständig versucht wird den Anteil, zu erhöhen. Um die Nachhaltigkeit der Produkte gewährleisten zu können, sieht Claro in erster Linie die Bioabbaubarkeit als wesentlichen Punkt.

Bettina Mihalyi, Fakultät für Technische Chemie der TU Wien, zählt zu ihren Forschungsschwerpunkten die stoffliche Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen sowie Methoden zur Erstellung von Ökobilanzen parallel zur Prozessentwickelung. Demzufolge berichtete sie über „Chancen und Herausforderungen bei der Erstellung von Ökobilanzen (LCA) in der Grünen Chemie“.

Die Ökobilanz (LCA) ist eine umfassende Systemanalyse, die sich über alle „Lebensphasen“, eines Produkts oder Produktsystems erstreckt und die Umweltauswirkungen analysiert. Seit der Erstellung der ersten Ökobilanzen in den 1970er Jahren wurde intensiv an der Standardisierung der Durchführung (ISO 14040 bis 14044) und der Weiterentwicklung in Richtung vorausschauender Analyse (CLCA) gearbeitet. Die Lebenszykluskostenrechnung (LCC) und die produktbezogene Sozialbilanz (SLCA) sind Erweiterungen, die in eine mehrdimensionale Nachhaltigkeitsanalyse einfließen können.

Auch wenn die Durchführung einer LCA einen teilweise erheblichen Zeitaufwand, v.a. im Bereich der chemischen Produktion, bedeutet, so hat sie dennoch das Potential alle Umweltproblemfelder zu identifizieren. Eindimensionale Betrachtungen wie z. B. der CO2-Fußabdruck können vor allem bei der Implementierung von CO2 Gutschriften für biobasierte Produkte eine unerwünschte Verschiebung der Probleme in eine andere Wirkkategorie verursachen bzw. ein falsches Bild ergeben.

Um eine Ökobilanz aber zielgerichtet und sorgfältig durchzuführen, sind sowohl eine genaue Kenntnis der Methode als auch umfassendes Fachwissen nötig. Für spezifische Analysen können auch Vereinfachungen bzw. Einschränkungen des Untersuchungsrahmens vorgenommen werden, um die Komplexität und den Zeitaufwand zu reduzieren, jedoch sollte das holistische System immer mit betrachtet werden.

In der ausführlichen anschließenden Diskussionsrunde hielt Mihalyi fest, dass es viele abgespeckte und günstige Freeware - LCA-Softwaremethoden zur Anwendung in der Lehre gäbe. Ein Problem der Vergleichbarkeit von LCA-Softwares sei, dass die Ergebnisse immer sehr von den jeweiligen Datenbanken abhängen, diese aber unterschiedlich aktuell gehalten werden. Grundsätzlich sollten aber die Ergebnisse immer gleich sein. Zur in Entwicklung befindlichen Produktinnovationen der VDI 4605 (Nachhaltigkeitsbewertung) meinte sie, dass die VDI ein umfassendes Rahmenwerk erstellt hätte und immer sehr problemorientiert denke, sie jedoch die Neuerungen noch nicht kenne.

Effiziente Indikatoren zur Beschreibung der Ressourcenausbeutung seien in der LCA die Indikatoren „resource efficiency“, anhand deren man sich die Stoffströme anschauen kann. Eine transparente Darstellung von Ergebnissen erreiche man über eine Sensitivitätsanalyse. Darüber hinaus sind aber auch statistische Methoden vorhanden. Zum Tool PEF (products environmental footprints) sagte sie, dass dieses System sicher ein guter Weg für eine erste schnelle Abschätzung sei.

Silvia Benda-Kahri vom Umweltbundesamt informierte über die Umfrage des 3. Fachdialogs: Es besteht der Wunsch nach fachlich-wissenschaftliche Vorträgen, Vorträgen zur Entwicklung der Grünen Chemie auf nationaler und EU-Ebene und zu Diskussion und Networking. Fast die Hälfte der Teilnehmer des 3. Fachdialogs fühlten sich gut zum Thema „Grüne Chemie“ in Österreich informiert. Bevorzugte Themen für zukünftige Fachvorträge (Wordcloud) waren Kohlenstroffkreislauf und Kreislaufwirtschaft.

Benda-Kahri wies auf den Link zur Umfrage hin, um Feedback der Teilnehmer:innen zu erhalten und besser auf ihre Wünsche eingehen zu können (Ergebnis der Umfrage siehe unten) Sie bedankte sich bei den Zuhörer:innen und übergab das Wort zum Schluss an Thomas Jakl.

Ergebnis der Umfrage des 4. Fachdialogs:

Weitere beziehungsweise vertiefende Informationen zu folgenden Themen wurden gewünscht:

• technische Fragestellungen zur Grünen Chemie (technische Umsetzung von Konzepten),
• Innovationen/Forschung in Österreich,
• Praxisbeispiele aus Unternehmen;

Und in folgenden Bereichen würden sich Teilnehmer mehr Information wünschen:

• anwendungsorientierte Forschung,
• Vorträge von Unternehmen (wie Claro),
• Grüne Chemie auf EU-Ebene (zum Beispiel rechtliche Zusammenhänge);