Nachlese zur Veranstaltung am 13. Juni 2024

Nach dem erfolgreichen Start unserer Veranstaltung im neuen Format Plattform Grüne Chemie – Zukunft:Chemie im Herbst 2023 fand am 13. Juni 2024 die zweite Veranstaltung statt. Aktuelles aus den Bereichen Regulatorik, Wirtschaft, Forschung und Lehre wurde präsentiert und diskutiert. In kurzen Pitches wurden weitere aktuelle und interessante Themen präsentiert und anschließend an Thementischen besprochen. 

Fragen zur Veranstaltung richten Sie bitte an das Grüne Chemie Team.
Präsentationen können auf Anfrage zur Verfügung gestellt werden.

Nachlese

Zu Beginn der Veranstaltung wurden die Anwesenden von Sabine Cladrowa (Umweltbundesamt) und Thomas Jakl (BMK) begrüßt. Jakl (BMK) unterstrich die dynamischen Entwicklungen zur Umsetzung des Green Deals in allen Politikfeldern der EU, u.a. in Form des „safe and sustainable by design“ – SSbD – Konzepts. Zu SSbD besteht ein Co-programmed partnership (zu 100% finanziert) um eine Annäherung zwischen privatem und Verwaltungssektor zu erreichen (European Partnerships for the Green Transition, European Partnerships in Horizon Europe ) .
Zusätzlich bestehen noch verschiedene andere EU-Instrumente, die maßgeblich auch das SSbD-Konzept in der Chemie voranbringen können: z.B. ÖkoDesign-VO, Corporate Sustainability Reporting Directive (CSRD), Taxonomie-VO, Green Claims-RL. Mit der “Updated EU Industrial Strategy” will die Kommission den Übergang zu einer grünen und digitalen Industrie unterstützen: Industry - European Commission .

Um Informationsweitergabe zu gewährleisten und trotzdem den zeitlichen Rahmen nicht zu überspannen, wurden bei der Veranstaltung erstmals zwei neue Formate eingeführt: die Blitznews als kurze Übersicht über aktuelle Entwicklungen in der Grünen Chemie und die Pitches als Möglichkeit, innerhalb kurzer Zeit eine Reihe an unterschiedlichen Projekten der Grünen Chemie kennenzulernen.

Blitznews: Barbara Wetzer (Umweltbundesamt) kündigte die Veröffentlichung des Fortschrittsberichts zu Aktivitäten der Plattform Grüne Chemie an, der auch Factsheets über die Arbeiten der Plattformmitglieder am Arbeitsprogramm der ehemaligen Plattform Grüne Chemie beinhaltet. Außerdem stellte sie das OSOA-Projekt (One Substance One Assessment) vor, ein regulatorisches Projekt, das für Stoffe, die unter vielen verschiedenen Regulatorien geregelt werden, eine Bewertung zusammenfast und auf einer Plattform bereitstellt.
Außerdem wurde angekündigt, dass die Illustration, die - basierend auf den Diskussionen und den Inputs beim Thementisch im Herbst 2023 - Grüne Chemie im Kontext der planetaren Krisen darstellt, bei der nächsten Veranstaltung der Plattform  präsentiert wird.

Martin Wimmer (BMK) präsentierte in den Blitznews aktuelle Informationen zur Ökodesignverordnung (ESPR): Die Annahme durch Rat und Europäischem Parlament ist erfolgt. Die Verordnung hat möglicherweise Auswirkungen in der Dimension von REACH und muss nun mit Inhalten zu den einzelnen Themenbereichen (z.B. Textilien) ergänzt werden. Aktuelle Informationen zum SSbD-Framework bezogen sich auf den vor kurzem von JRC (Joint Research Council) und Europäischer Kommission veröffentlichten Methodologischen Leitfaden. Außerdem wurde im Rahmen von PARC (Work Package 8) eine SSbD-Toolbox entwickelt, um die Umsetzung des SSbD-Konzepts für Anwender:innen zu vereinfachen. Diese befindet sich nun in einer ersten Testphase um sie auf Basis der gesammelten Erfahrungen in einem co-creation-Prozess weiterzuentwickeln. Das Thema Defossilisierung des Chemiesektors in Österreich wurde weiterbearbeitet. Beispielsweise hat der Konsulent Carbon Minds eine Kohlenstoffanalyse der österreichischen Chemieindustrie durchgeführt und durch den FCIO wurde der Bericht „Transition pathways for the Austrian Chemical Industry“ publiziert.

Pitches: Nachdem angekündigt wurde, dass es bei der Veranstaltung die Möglichkeit gibt,Projekte, zu pitchen, haben sich 7 interessierte Teams gemeldet. Nach einem kurzen Überblick zu jedem Thema im Plenum wurden diese bei Thementischen in Kleingruppen präsentiert, diskutiert und abschließend im gesamten Plenum die Ergebnisse der Diskussionen vorgestellt.

Das waren die Themen der Pitches:

  • Manfred Kerschbaumer und Ralf Becker stellten Projektwettbewerbe des Verbands der Chemielehrer:innen Österreichs (VCÖ) zum Thema „Green Chemistry“ vor. 
  • Christiane Schnabel (Chemie Akademie Graz) stellte den neuen Lehrgang zu Grüner Chemie der Chemie Akademie Graz vor. Der Kurs wird im März 2025 starten, 2 200 € kosten (acht Module) und mit einem Zertifikat abgeschlossen. Die Absolvierung einzelner Module ist möglich. 
  • Wolfgang Schöfberger (Universität Linz, Institut für organische Chemie) präsentierte eine elektrochemische Umwandlung von CO2 in chemisch nutzbare Kohlenstoff-Verbindungen. Das dafür benötigte CO2 wird aus industriellen Abgasen (z.B. der VOEST) bezogen, nicht aus der Atmosphäre.
  • Anja Lembens (Universität Wien, Österreichisches Kompetenzzentrum für Didaktik der Chemie) stellte neue Projekte zur Grünen Chemie in der Lehre vor: Kooperationen mit dem Technischem Museum und den ÖBB zur Problematik mit Graffiti sind geplant.
  • Manuel Bürgler der Fa. Egger, einem Holz verarbeitenden Betrieb, präsentierte Möglichkeiten, CO2 in Leimanlagen (Holzwerkstoffe) einzusparen, wodurch allerdings hohe Kosten entstehen. Zur Berechnung der CO2-Einsparung bei Lieferungen von externen Zulieferern bestehe die Schwierigkeit des Datenzugangs von Zulieferern. 
  • Bettina Nestl und Bernd Nebel der Fa. Innophore stellten ihr System zur Berechnung der Anpassung und Modellierung von Enzymen vor: Natürlich vorkommende Enzyme werden so modifiziert, dass sie neuen Anforderungen oder Syntheseschritten entsprechen.
  • Walter Schneider (GÖCH – Gesellschaft Österreichischer Chemiker) präsentierte ein neues Kursangebot an Universitäten zum Europäischen Chemikalienrecht.

Die nächste Veranstaltung der Plattform „Grüne Chemie – Zukunft:Chemie“ ist am 11.11.2024 geplant. Nähere Informationen folgen.

Fachvortrag 1: Stoffe im europäischen Chemikalienrecht REACH und CLP

Simone Fankhauser (Umweltbundesamt)

Die Erkennung und Beschreibung von Gefahren, die von Chemikalien ausgehen können, sowie den damit verbundenen potentiellen Risiken und wie diese bestmöglich gehandhabt werden können, ist zentrales Thema im europäischen Chemikalienrecht. Als rechtliche Basis zur Gefahrenbeschreibung dient CLP, die Verordnung zur Einstufung, Kennzeichnung und Verpackung von chemischen Stoffen und Gemischen. Ein Grundprinzip der CLP-Verordnung ist die Identifikation von Gesundheits-, Umwelt- und physikalisch-chemische Gefahren von Chemikalien sowie deren entsprechende Kennzeichnung. Die Feststellung von etwaigen Gefahren basiert auf den intrinsischen Eigenschaften chemischer Stoffe. Ob tatsächlich ein Risiko für Mensch und Umwelt und somit Handlungsbedarf besteht, wird in weiterer Betrachtungsweise von den europäischen Behörden evaluiert. Dies sowie effizientes Management von bestehenden Risiken ist vor allem Thema von REACH, der Verordnung zur Registrierung, Evaluierung, Autorisierung und Beschränkung chemischer Stoffe. Zudem befasst sich eine Vielzahl von Sektor-spezifischen Regularien mit der Handhabung von entsprechenden Risiken, z.B. das europäische Arbeitnehmer:innenschutzrecht, Wasserrecht, Kosmetikrecht und viele mehr. Auch die Involvierung von Stakeholdern sowie allen interessierten Kreisen in diese Gefahrenidentifikations- und Risikomanagementprozesse, welche im Verantwortungsbereich der Europäischen Kommission, der Behörden der EU-Mitgliedsstaaten sowie der Europäischen Chemikalienagentur ECHA liegen, ist Kernstück des europäischen Chemikalienrechts. Bestimmte Stakeholder, wie z.B. Industriedachverbände, Interessensvertretungen und NGOs, sind in den europäischen Bewertungs- und Entscheidungsgremien vertreten. Ihre aktive Beteiligung an den Diskussionen ist möglich und erwünscht. Zusätzlich können sich alle interessierten Kreise, wie z.B. Universitäten, Forschungseinrichtungen aber auch Konsument:innen am Prozess via einer Vielzahl an öffentlichen Konsultationen beteiligen. Dies soll transparente Prozesse sicherstellen und fachlich-basierte Entscheidungsprozesse gewährleisten.

Fachvortrag 2: Definierte Polymerbausteine aus Fettsäuren mittels nachhaltiger Herstellung durch Biokatalyse

Wolfgang Kroutil (Universität Graz)

Der jährliche Kunststoff/Plastik-Bedarf (2022: 440 Mio. t) wird derzeit zu ca. 90% aus fossilen Ressourcen abgedeckt und landet dann auch zu 90% als schwer biologisch abbaubar im Müll bzw. in der Umwelt. Um biologisch abbaubare Kunststoffe weiterzuentwickeln und auch die Rezyklierbarkeit von biologisch abbaubaren Kunststoffen zu gewährleisten sind neue Polymer-Bausteine notwendig.

Innerhalb des EU-Projekt „Biobased Value Circle“ arbeiten Forscher:innen an der Universität Graz zusammen mit Firmen in Belgien (b4Plastics) und Österreich (bisy, Enzyan Biocatalysis) wie man aus natürlichen Rohstoffen Kunststoffbausteine herstellen kann.

Aufgrund seiner Molekülstruktur weist der Polyester Polymilchsäure (PLA) bereits eine biologische Abbaubarkeit auf. Allerdings sind für einen raschen Abbau bestimmte Umweltbedingungen nötig, die in der Regel nur in industriellen Kompostieranlagen zu finden sind. Das Ziel war es, bio-basierte Polymerbausteine zu entwickeln, die sowohl eine verbesserte Abbaubarkeit (heimkompostierbar) als auch eine höhere Stabilität als Co-Polymer mit PLA aufweisen. Dabei können mittelkettige Fettsäuren wie Octansäure, welche z.B. im Kokosöl vorkommt, eine große Rolle spielen. Fettsäuren an sich können jedoch noch nicht als Polymerbausteine verwendet werden, sondern benötigen noch eine chemische Modifikation um Kristallinität zu reduzieren und damit die Abbaubarkeit zu verbessern. Die klassische Synthesechemie bietet hier keine Lösungen. In seiner Forschung konnten Wolfgang Kroutil und sein Teamzeigen, dass mit Enzymen, also Biokatalysatoren, die gewünschten chemische Reaktionen unter milden umweltfreundlichen Bedingungen (im Wasser, Raumtemperatur) durchgeführt werden kann. Ein wesentlicher Vorteil des Einsatzes von Enzymen ist, dass sie aus erneuerbaren Ressourcen hergestellt werden und auch biologisch abbaubar sind. Die Reaktionen, die durch Biokatalyse ermöglicht werden, verlaufen zudem sehr schnell, selektiv und erlauben eine präzise Kontrolle der Reaktionsbedingungen. Dank des Einsatzes von Peroxygenasen konnte das Team mittelkettige Fettsäuren zu alpha-hydroxylierte Fettsäuren als Bausteine für Kunststoffe im Grammbereich umsetzen. Der Prozess benötigt lediglich Wasserstoffperoxid, als Oxidationsmittel. Das nächstes Ziel ist es, Enzyme mit noch höherer Stabilität zu identifizieren, v.a. gegenüber Wasserstoffperoxid, um die Produktion auf einen größeren Maßstab auszuweiten.
Bei der Skalierung des Prozesses muss man sich der Herausforderung der Homogenisierung des Reaktionsgemisches stellen.
Die Wirtschaftlichkeit des Prozesses ist schwer vorhersehbar und wird u.a. durch den Preis der Oktansäure bestimmt.

Fachvortrag 3: Masterstudium Sustainable Chemistry and Digital Processing

Uwe Rinner (FH, IMC Hochschule für Angewandte Wissenschaften Krems)

Grüne Chemie und Nachhaltigkeit spielen in der Lehre an der IMC Krems eine bedeutende Rolle. Im seit 2018 bestehenden Bachelor-Studium Applied Chemistry werden daher u.a. Fragen zu Umweltschutz, Recycling und Verwertung von Abfallstoffen und der Einsatz von nachwachsenden Rohstoffen als wichtige Zukunftsthemen behandelt und Themen wie Green Chemistry und Umweltchemie integriert. Von Uwe Rinner wurde das Lehrkonzept vorgestellt und beispielhaft über eine Lehrveranstaltung im Bereich der Grünen Chemie berichtet, die gemeinsam mit dem FH Technikum und der Chemie Akademie Graz für Studierende der drei Organisationen organisiert und abgehalten wurde (1 SWS, 14 Lehreinheiten): Nach einer gemeinsamen Einführungsveranstaltung mit Vorstellung der Grünen Chemie (z.B. 12 Prinzipien der Grünen Chemie) wurden Praxisbeispiele mit Vorträgen von Expert:innen der Industrie präsentiert und gemeinsame Poster und Präsentationen zu einschlägigen Themen erarbeitet.

Darüber hinaus wurde der neue Masterstudiengang „Sustainable Chemistry and Digital Processing“ präsentiert, der ab Wintersemester 2025 an der IMC Krems angeboten wird (vorbehaltlich Akkreditierung durch die AQ Austria): Eine Umfrage unter den Studierenden und Bewerbern von „Applied Chemistry“ zeigt die Begeisterung für Umweltfragen, nachhaltige Methoden und Grüne Chemie. Diese Themenbereiche werden nun in ein neues, aufbauendes Masterstudium integriert, das – beispielhaft angeführt – folgende Module enthalten wird, die praktisch miteinander verknüpft werden: Chemikalienrecht, Module zu Grüner Chemie, Recycling, Kreislaufwirtschaft, Verfahrenstechnik und chemische Sicherheit, Science Projekt Labor, Projektmanagement.

Zusätzlich stellt die IMC Krems neu eingerichtete Labors für praktische Arbeiten und Experimente zur Verfügung.

Firmen sollen motiviert werden, das berufsbegleitende Studium als Weiterbildungs-angebot für Mitarbeiter:innen zu nutzen.

Fachvortrag 4: Recovery Strategies for Textiles, ReSTex: Josef Ressel Zentrum für Verwertungsstrategien für Textilien

Ein großer Teil unserer Textilien bestehen aus einem Gemisch aus Baumwolle (Tragegefühl) und Polyester (Funktionalität, Kosten, Trocknungseigenschaften). Trotz der sehr großen Menge an produzierten Textilien (110.000 Tonnen jährlich, weltweit) und dementsprechend großen Mengen an anfallendem Textilabfall wird derzeit nur 1% einer Faser direkt zu Faser recycliert. Christian Schimper stellte im Rahmen der Veranstaltung das Projekt ReSTex, „to separate cotton and polyester textile material“ zur Entwicklung von Verwertungsstrategien für Textilien vor. Das Projekt, , wird von der Christian Doppler Gesellschaft im Rahmen des Josef-Ressel-Zentrum (JRZ) ReSTex gefördert.
Das Ziel ist die Rückgewinnung von hochwertigen Materialien und somit ein Beitrag zur Kreislaufwirtschaft von Textilen.

ReSRex ist an der FH Wiener Neustadt, Biotech Campus Tulln angesiedelt und wird gemeinsam mit seinen wissenschaftlichen Partnern, zwei Instituten der Universität für Bodenkultur (BOKU) in Tulln und eines an der TU Wien, die Fragestellungen von drei Unternehmen bearbeiten: Salesianer Miettex liefert sauberes und sortiertes Ausgangsmaterial bekannter Zusammensetzung. Starlinger & Co und EREMA Engineering Recycling Maschinen und Anlagen GmbH produzieren PET-Recyclingmaschinen und wollen ihr Portfolio auf Textilrecyclingmaschinen erweitern. 

Textile Gewebe aus Baumwolle & Polyester werden aufgetrennt und recycelt. Dabei wird aus PET-reichen Geweben die Baumwolle durch enzymatisch Hydrolyse entfernt und die dabei entstehende Glucose kann als Plattformchemikalie wieder genutzt werden. PET wird so aufgereinigt, dass es in konventionellen PET-Recyclingmaschinen zu hochwertigem Granulat verarbeitet werden kann 

Erste Arbeitsphasen enthalten das Screening und die Charakterisierung der Ausgangstextilien sowie die Bewertung der Anforderungen für das Recycling. Eine Datenbank mit Analysedaten wird erstellt und mit KI verarbeitet. 

Mehrere Behandlungsmethoden und spezielle Lösungsmittel zur Trennung und Verarbeitung von baumwollreichen Artikeln werden getestet. Die enzymatische Behandlung von Baumwolle wird unterstützt durch mechanische und chemische Aktivierungsmethoden sowie durch Screening optimierter Enzymformulierungen. Die PET-Fraktion wird stabilisiert, sodass herkömmliche Extrusionsprozesse angewandt werden können. 

Damit kann einerseits das wertvolle PET wiederverwertet werden und andererseits die Artikel von Salesianer auf „Design for circularity“ optimiert werden, wobei z.B. die heutigen PET-Nähgarne ersetzt werden sollen. Somit kann ein geschlossener Kreislauf dargestellt werden. Wie mit Zusatzstoffen wie z.B. Farbstoffen verfahren werden kann, ist noch Gegenstand der Forschung.

Alle Entwicklungen werden vom FH Campus Wieselburg bezüglich ökonomischer und ökologischer Betrachtungen Zuge von Design for Circularity Empfehlungen bewertet und mit LC-Analysen untermauert.

Resümee

Thomas Jakl (Bundesministerium für Klimaschutz, Umwelt, Energie, Mobilität, Innovation und Technologie)

Zum Abschluss bedankte sich Thomas Jakl bei der Moderatorin Sabine Cladrowa und den Teilnehmern für ihr Engagement. Er zeigte auf, dass sich der Erfolg der Initiative der Plattform Grüne Chemie in konkreten Projekten und Umsetzungen manifestiere. Das positive Momentum dieser Veranstaltung sollte aufrecht erhalten und in kommende Veranstaltung „mitgenommen“ werden.

Entsprechend der nach der Veranstaltung durchgeführten „Star-Fisch-Abfrage“ werden auch in zukünftigen Veranstaltungen Pitches geplant und weiterhin fachübergreifende und branchenübergreifende Vernetzung unter Einbindung der Industrie unterstützt.

Die nächste Veranstaltung der Plattform„Grüne Chemie – Zukunft:Chemie“ ist am 11.11.2024 geplant. Nähere Informationen folgen.