Die Kreislaufwirtschaft, auch Circular Economy genannt, steht weit oben auf der Agenda von Wirtschaft und Politik. Im Januar 2017 hat die Europäische Kommission eine Kunststoff-Roadmap für weniger Abhängigkeit von fossilen Rohstoffen, mehr Wiederverwendung und geringere Einträge in die Umwelt verabschiedet. Im März wurde eine europäische Circular Economy Stakeholder Platform mit einer vielfältigen Agenda aus der Taufe gehoben. Die Chemieindustrie ist davon in besonderer Weise betroffen: Zwar kann die Wettbewerbsfähigkeit heutiger Geschäftsportfolios unter Druck geraten, es zeichnen sich jedoch auch massive Wachstumsmöglichkeiten ab. Allerdings variieren die Chancen und Risiken je nach Produktsegment und Anwendungsindustrie stark.

Beschäftigt man sich näher mit den Chancen für die chemische Industrie, so ergeben sich zwei grundsätzliche Modelle zum Einstieg in die Kreislaufwirtschaft: die Befähigung nachgelagerter Wertschöpfungsstufen für Zirkularität und die Entwicklung von Technologien und Geschäftsmodellen für die Zirkulation von Molekülen.

Chemieindustrie ermöglicht Kreislaufmodelle in anderen Branchen

Die Chemieindustrie kann ihren vielfältigen Kundenbranchen wie Transportwesen, Bauwesen oder Landwirtschaft dabei helfen, den Nutzen der eingesetzten Produkte zu maximieren und kreislauforientierte Geschäftsmodelle umzusetzen. In einer mit der Cefic durchgeführten Studie ermittelt Accenture, dass durch Bereitstellung geeigneter Produkte eine Reduktion des EU-Energieverbrauchs um bis zu 37 % möglich ist. Damit würde die chemische Industrie einen maßgeblichen Beitrag zum Erreichen der CO₂-Emissionsziele leisten.

Dies birgt ein enormes Nachfragepotenzial, denn Leichtbau, Elektromobilität oder verbesserte Wärmedämmung gewinnen weiter an Bedeutung. Accenture schätzt das zusätzliche jährliche Polymer-Nachfragepotenzial der EU 28 auf bis zu 18 Mio. t für Dämmmaterialien und bis zu 1 Mio. t für die weitere Verbreitung von Elektrofahrzeugen. Manche Trends, wie z. B. Carsharing, wirken sich aufgrund tendenziell kleinerer Fahrzeuge mit mehr Passagieren, höherer Laufleistung und Lebensdauer allerdings nachteilig auf die Nachfrage nach Basispolymeren aus.

Andere Entwicklungen, wie z. B. der steigende Bedarf an hochqualitativen Lebensmittelverpackungen, führen hingegen zu einem zusätzlichen Nachfragepotenzial von über 0,5 Mrd. EUR. Gleichzeitig könnte dadurch die Menge ungenutzt entsorgter Lebensmittel um über 1 Mio. t sinken. Daneben wird sich die Nachfrage hin zu höherwertigen Spezialchemikalien verschieben. Das gesamte zusätzliche Nachfragepotenzial aus der Ermöglichung von Zirkularität in nachgelagerten Branchen schätzt Accenture – kombiniert für Basischemikalien, Zwischenprodukte und Endprodukte – auf 88 Mio. t. Das entspricht etwa einem Viertel der gesamten heutigen EU-Chemieproduktion.

Molekülkreislaufe: Großes Potenzial, schwierige Umsetzung

Die Wiederverwendung von Materialien oder die Nutzung erneuerbarer Rohstoffe birgt ein großes Potenzial, das in der Chemieindustrie teilweise schon realisiert wird. Die folgenden drei Kreisläufe für chemische Produkte werden bereits angewandt: Die Nutzung nachwachsender Rohstoffe, die Wiederverwendung von chemiebasierten Produkten und das mechanische Recycling.

In einigen Bereichen der Chemieindustrie werden nachwachsende Rohstoffe bereits im großen Stil genutzt. So werden heute bereits 90 % des Ethanols aus erneuerbarem Material gewonnen; für zahlreiche andere Produkte ist der Anteil nachwachsender Rohstoffe ausbaufähig. Jedoch stehen der weiteren Skalierung dieses Kreislaufs noch technologische Herausforderungen und der hohe Flächenbedarf für Biomasse entgegen. Der zweite Kreislauf, die Wiederverwendung von chemiebasierten Produkten, kommt insbesondere bei Kunststoffen zur Anwendung. Während die mehrfache Nutzung von PET-Flaschen, Polyethylen-Behältnissen oder Kunststofftüten bereits an der Tagesordnung ist, werden andere Produkte wie Automobilteile, elektronische Komponenten oder weiße Ware wesentlich seltener wiederverwendet. Hierfür wären vor allem haltbarere Materialien und ein stärker an der Mehrfachnutzung einzelner Komponenten ausgerichtetes Design erforderlich.

Drittens treibt der europäische Gesetzgeber das mechanische Recycling von chemiebasierten Endprodukten voran. So wird z. B. bis 2025 eine Erhöhung der Recyclingquote für Kunststoffverpackungen von derzeit rund 40 % auf 55 % angestrebt. Insgesamt bieten Produktwiederverwendung und mechanisches Recycling attraktive Wachstumschancen, erfordern aber geeignete Abfallsammel- und -verwertungssysteme, weitere Innovationen bei Verträglichkeitsvermittlern und Trenntechniken für Verbundpolymere sowie mehr vertikale Partnerschaften der Chemieindustrie.

Chemisches Recycling und Abscheidung von Kohlenstoffdioxid

Spezifisch für die Chemieindustrie sind zwei weitere, aufwändigere Molekülkreisläufe von Bedeutung. Der erste ist das chemische Recycling, also das Aufbrechen langkettiger Kohlenwasserstoffverbindungen z. B. durch katalytisches Cracking oder Plasmavergasung. Eine Nutzung in industriellem Maßstab ist derzeit aufgrund des immensen Bedarfs an Kapital und klimaneutraler Energie jedoch noch eine Herausforderung. Eine zweite Möglichkeit ist die Abscheidung von Kohlenstoffdioxid und die anschließende Umwandlung in chemische Vorprodukte. Erste industrielle Anwendungen in kleinerem Maßstab, etwa für die katalytische Herstellung von Polyol, existieren bereits. Für eine Skalierung dieses Kreislaufs müsste jedoch Wasserstoff klimaneutral-elektrolytisch in einer Größenordnung generiert werden, die heute noch nicht ökonomisch darstellbar ist.

Nach einer Berechnung von Accenture könnten bis zu 60 % der Moleküle, die die europäische Chemieindustrie an ihre Kunden verkauft, zirkuliert werden. Dadurch würde der Bedarf an fossilen Ausgangsstoffen drastisch sinken. Aufgrund der bestehenden Herausforderungen – Innovationsbedarf, Kapital und klimaneutrale Energie – kann ein Schließen der Molekülkreisläufe jedoch nur eine langfristige Lösung für eine nachhaltigere Nutzung endlicher Ressourcen sein.

Implikationen für Chemieproduzenten

Der graduelle Übergang in eine Kreislaufwirtschaft wird von zwei Entwicklungen getrieben: Die sich wandelnden Bedürfnisse der Endkonsumenten und die damit verbundene Nachfrage nach neuen chemiebasierten Produkten in den Kundenbranchen sowie durch verstärkte Regulierung. Chemieproduzenten müssen sich deshalb intensiv mit den resultierenden Wachstumschancen beschäftigen und Wege finden, mögliche Risiken für das eigene Produktportfolio frühzeitig zu neutralisieren. Sie sollten die Trends der Kreislaufwirtschaft differenziert für ihre Anwendungsindustrien analysieren und die Auswirkungen auf die Nachfrage nach ihrem eigenen Produkt- und Serviceportfolio bewerten.

Weiterhin werden verstärkt Wertschöpfungsketten übergreifende Kooperationen bis hin zum Endkunden erforderlich sein. Einige Produzenten denken bereits um, wie dieses Beispiel zeigt: Gemeinsam entwickelten ein Chemiehersteller und ein Anlagenbauer im Rahmen einer Innovationspartnerschaft ein Hochleistungsverbundpolymer, das zur Herstellung von Gleichstromkabeln mit deutlich reduzierten Übertragungsverlusten verwendet werden kann.

Die konventionellen Wertschöpfungsketten werden sich stark verändern. Deshalb ist es für Produzenten ratsam, ihre Geschäftsmodelle vom Verkauf hin zum Zirkulieren von Molekülen weiterzuentwickeln. Hersteller sollten eine klare Vorstellung entwickeln, welche Anlagen, Technologien, Fähigkeiten und Partner dafür erforderlich sind und wie sie diese entwickeln können.

Indem sie die verschiedenen Ansätze zur Kreislaufwirtschaft aktiv vorantreibt, kann die europäische Chemieindustrie einen signifikanten Nutzen für die Gesellschaft und andere Wirtschaftszweige generieren. Entscheidend wird dabei sein, dass mittels geeigneter Regulierung entlang der Wertschöpfungskette die passenden Rahmenbedingungen geschaffen werden, um die internationale Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Chemieindustrie zu erhalten. Hier sollte der Fokus vor allem auf Anreize für Zirkularität in den Downstream-Sektoren liegen.