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An der BOKU University wird an nachwachsenden Alternativen zu Erdöl geforscht, dessen Reserven bei heutigem Verbrauch nur noch für rund 50 Jahre reichen.
Im Zentrum stehen Zellulose und Lignin als pflanzliche Biopolymere, die fossile Materialien ersetzen und zugleich kompostier- oder recycelbar sein sollen.
Besonders Lignin gilt als bislang unterschätzter Rohstoff mit Potenzial für Batterien oder Spanplatten, dessen Nutzung jedoch mehr anwendungsnahe Forschung sowie Unterstützung aus Politik und Wirtschaft braucht.
Seit 1859 wird Erdöl kommerziell gefördert. Selbst wenn immer wieder neue Vorkommen entdeckt werden, reichen die Reserven bei gegenwärtigem Verbrauch für maximal weitere 50 Jahre aus. „Je nachdem, wie viel wir verwenden, kann es schneller oder langsamer gehen“, sagt Prof. Antje Potthast vom Institut Chemie nachwachsender Rohstoff der BOKU University. „Eines ist aber klar: Die Erdölreserven reichen für maximal ein weiteres Menschenleben.“
Kreisläufe beachten
Fossile Rohstoffe werden nicht nur für Kraftstoff oder zur Energiegewinnung benötigt. „So ziemlich in allem, was wir täglich in Händen halten, ist Erdöl drinnen“, so Potthast. „Im Bereich der Materialien benötigen wir dringend Ersatz – wobei wir dabei keine nachgeschalteten Probleme generieren dürfen.“ Damit spricht die Wissenschafterin ein Thema an, das alle im Moment beschäftigt: Verpackungsmaterialien aus Plastik etwa sind, sobald sie ihr End of Life erreicht haben, schwer abbaubar und belasten die Umwelt. „Wollen wir Materialien aus nachwachsenden Rohstoffen entwickeln, müssen wir auch dran denken, wie sie im Kreislauf geführt werden können“, appelliert die Chemikerin. „Wir brauchen neue Materialien außerhalb dieser ganzen fossilen Kette, die nach ihrer Benutzung kompostier- oder recycelbar sind.“
"Damit wir weiterkommen, müssen wir die Grundlagenforschung stärker danach ausrichten, was umsetzbar ist, aber auch die Politik und Wirtschaft muss bereit sein, den Weg mitzugehen."
Prof. Antje Potthast
Im Zentrum: Zellulose
Dabei ist das am häufigsten vorkommende Biopolymer der Welt ein Hoffnungsträger. „Zellulose kommt in großem Prozentsatz in Pflanzenzellwänden vor – beim Baum sind es im Schnitt 40% des Holzes “, sagt Potthast. „Es ist ein einfach aufgebautes Molekül, das eine besondere Festigkeit aufweist und mit Wasser agieren kann.“ Zellulose ist für die Materialforschung interessant, da sie ist unterschiedlichen Bereichen einsetzbar ist. Potthast: „Ein Riesenvorteil ist auch, dass sie sehr gut abbaubar ist, sofern sie nicht zu stark modifiziert wurde.“ Somit erfüllt Zellulose wichtige Faktoren, um dem Kreislaufgedanken zu entsprechen.
In ihrer Forschung beschäftigt sich Antje Potthast mit einem weiteren pflanzliches Biopolymer: Lignin ist den Zellwänden aller außerhalb des Wassers lebenden Pflanzen eingelagert. „Es hydrophobisiert die Zellwände, sodass das Wasser von den Wurzeln oben transportiert werden kann“, so Potthast. „Das Spannende an Lignin ist, dass es in jeder Pflanze etwas anders aufgebaut ist.“
Bäume verdanken ihre Stabilität dem Zusammenspiel von Zellulose, Lignin sowie Hemizellulose. „In der Papierherstellung wird dieser Verbund aufgebrochen, um Zellulose zu gewinnen“, so die Wissenschafterin. „Das dabei freigesetzte Lignin wird bisher fast nur thermisch genutzt.“ Kurz: Die herstellende Industrie setzt es zur Deckung des eigenen Energiebedarfs ein, was in Antje Potthasts Augen ein absolutes No-Go ist. „Ein wichtiger, nachwachsender Rohstoff verpufft in der Luft und produziert dabei noch CO2“, sagt sie. „Dabei hat es so viel Potenzial: Es könnte Elektrolyte in großen Batterien oder Phenole in Spanplatten und somit fossile Rohstoffe ersetzen.“ Und: Nach Ablauf seiner Lebenszeit wäre es recyclebar. Die stoffliche Verwertung von Lignin steht am Anfang, doch hier benötigt es mehr Gehirnschmalz. „Unsere Ressourcen sind begrenzt“, sagt Antje Potthast. „Damit da mehr passiert, müssen wir die Grundlagenforschung stärker danach ausrichten, was wirklich umsetzbar ist, aber auch die Politik und Wirtschaft muss bereit sein, den Weg mitzugehen, sonst machen wir immer nur einen Schritt nach vorne und zwei zurück.“
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