Von Paul Janositz
Wäre es nicht ein Segen für die Umwelt, das gesundheitsgefährdende Lösungsmittel Perchloräthylen durch ungefährliches Kohlendioxid zu ersetzen? Joseph DiSimone, Professor an der Universität von North Carolina, Chapell Hill, entwickelte ein solches Verfahren, das chlorierte Kohlenwasserstoffe für die "Trockenreinigung" überflüssig macht. Der Chemiker gründete 1995 die Firma Micell Technologies und erhielt 1997 in Washington den"Presidential Green Chemistry Challenge Award" der US-Umweltbehörde EPA.
Ist es nicht eine Freude für die Natur, wenn Pflanzenkrankheiten, die bisher mit Chemikalien bekämpft wurden, mit einem biologischen Mittel ausgemerzt werden können? Peter Lüth entwickelte ein umweltschonendes, anwenderfreundliches und preiswertes Verfahren, das die Sclerotinia-Fäule, die viele Kulturpflanzen befällt, mit einem Pilz bekämpft. Der Agrarwissenschaftler gründete 1992 die Firma "Prophyta" und erhielt 2002 den Umweltpreis der Deutschen Bundesstiftung Umweit in Osnabrück.
Diese Einrichtung, eine der größten Stiftungen Europas, wurde 1989 mit dem Verkaufserlös der bundeseigenen Salzgitter AG ausgestattet und fördert seitdem innovative Projekte zum Umweltschutz. Dazu gehören auch die Forschungsprojekte von Professor Müfit Bahadir. Der Leiter des Instituts für ökologische Chemie und Abfallanalytik an der Technischen Universität Braunschweig arbeitet daran, Kühlschmierstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen herzustellen. Pflanzenöle und neuerdings Tierfette werden dazu chemisch in Ester umgewandelt.
Schmieren und Kühlen
Diese Substanzen, die in der metallverarbeitenden Industrie zum Schmieren, zum Kühlen und zum Abtransport von Spänen dienen, werden überwiegend aus Mineralöl hergestellt. Auch die Frage, wie Kühlschmierstoffe am besten im Kreis geführt werden können, versucht Bahadir zu lösen. Dabei geht es zunächst um die Trennung der Metallspäne vom Öl. Dann muss die Zusammensetzung der ausgelaugten Schmierstoffe analysiert werden. Schließlich sollen die verbrauchten Bestandteile wieder zugegeben werden, damit die Kühlschmierstoffe "in alter Frische" ihren Dienst tun können. Bei seinen Projekten arbeitet Bahadir auch mit industriellen Partnern, VW oder dem Schmierstoffhersteller Castrol, zusammen.
Solche Beispiele machen deutlich, dass die Chemie ihren Machbarkeitswahn der ersten Nachkriegsjahrzehnte abgelegt hat. Katastrophen wie die Dioxinwolke von Seveso 1976, die Tausende von Giftgastoten in Bophal 1984 oder der Brand bei Sandoz 1986 beschleunigten den Umdenkungsprozess. Auch die weltweite Ausbreitung der langlebigen organischen Schadstoffe (POP) in die Umwelt wurde der Chemie angelastet. Schließlich stammen Substanzen wie PCB oder Dioxin sowie Pflanzenschutzmittel wie DDT oder Aldrin aus der Retorte des Chemikers. Die in den 80er Jahren oft aggressiv geführte Diskussion zwischen chemischer Industrie und Umweltschützern hat sich jedoch mittlerweile versachlicht.
Heute bestimmt die Frage nach der ökologischen Relevanz die Alltagsarbeit von Chemikern, zumindest derjenigen, die sich der Ökologie verschrieben haben. "Ab Anfang der 90er Jahre hat sich die nachhaltige Sichtweise in der Chemie durchgesetzt", sagt Professor Fred Robert Heiker, Präsident der Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh). Heiker, der auch Leiter des Bereichs Konzernplanung bei Bayer in Leverkusen ist, gibt zu, dass der Wandel teilweise unfreiwillig war. "Er ist sicherlich dadurch gefördert worden, dass die chemische Industrie schon mal Schaden genommen hat, wenn sie zu wenig vorausschauend gehandelt hat."
Jetzt werden also nicht mehr nur einzelne Verfahrensschritte optimiert, jetzt steht von Anfang an der gesamte Lebenszyklus eines Produkts auf dem Prüfstand. Da wird dann das teurere Verfahren gewählt, wenn sich beispielsweise ein Kunststoff besser recyceln lässt. Dies mache zwar das Produkt teurer, doch das rechne sich später, meint Heiker. Es lohnt sich, altbewährte Prozesse stets neu durchzudenken, um Änderungen zu finden, durch die weniger Energie verbraucht wird oder weniger Schadstoffe anfallen.
Ökonomie und Ökologie kommen jetzt zusammen, davon ist der GDCh-Präsident überzeugt. Dies zeige sich auch beim Einsatz von Enzymen und der Biotechnologie. In der Industrie würden immer mehr biologische und enzymatische Reaktionen an Stelle klassischer chemischer Syntheseverfahren durchgeführt.
Heiker verweist auf die Herstellung von Statinen. Bei diesen Cholesterinsenkern müssen zwei Hydroxylgruppen angefügt werden, von denen es zwei spiegelbildlich gleiche Formen, die R- und die S-Variante, gibt.
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Mit der üblichen chemischen Methode fällt ein Gemisch aus beiden Formen an. Da aber nur eine Form benötigt wird, muss diese mühsam aus dem Gemisch gewonnen werden. Das kostet Energie, Zeit und Chemikalien. Enzymatisch geht es eleganter und billiger, da nur eine, die gewünschte Form entsteht. Nicht immer aber ist es so einfach mit der Schonung von Ressourcen und Energie. Vielmehr war ein langer Prozess des Umdenkens notwendig, bis der Schritt zur Nachhaltigkeit geschafft war.
Es begann mit einer Selbstverpflichtung der chemischen Industrie zu verantwortungsvollem Handeln. Den Anfang machte der kanadische Verband, der sich 1986 dem Kodex des"Responsible Care" verpflichtete, sagt Professor Bernd Ralle, Chemiedidaktiker an der Universität Dortmund. Mittlerweile haben sich Verbände aus rund 50 Ländern diesem Kodex angeschlossen."Die chemische Industrie hat es wie keine zweite in den letzten Jahren geschafft, ihren Beitrag zu einer nachhaltigen Entwicklung zu leisten", erklärt Ralle. Möglicherweise habe die Chemie schneller als andere Industriezweige erkannt, dass man mit nachhaltigem Wirtschaften auch Geld verdienen kann, fügt er hinzu.
Dagegen dürfte wenig einzuwenden sein, solange kein Etikettenschwindel betrieben wird. Wo Nachhaltigkeit draufsteht, muss auch Nachhaltigkeit drin sein. Um das zu gewährleisten, sind strenge Kriterien aufgestellt worden. Sie gehen über die allgemeine Definition der Nachhaltigkeit hinaus, die 1987 von der Brundtland-Kommission aufgestellt wurde. Als "nachhaltig" galt demnach ein Prozess, wenn er die Bedürfnisse der jetzigen Generation so erfüllte, dass die Möglichkeiten nachfolgender Generationen nicht beeinträchtigt wurden. Konsens herrschte zudem darüber, dass nachhaltiges Handeln nicht nur Ökologie und Gesundheit umfasst. Es gehören auch stabile Wirtschaftsordnungen dazu, die Energie und Ressourcen effizient nutzen, sowie soziale und politische Systeme, die eine gerechte Gesellschaftsordnung herbeiführen wollen.
Mittlerweile wurde der Begriff Nachhaltigkeit erweitert. Angesichts der Prognose, dass die Weltbevölkerung von sechs Milliarden Menschen auf elf Milliarden im Jahr 2050 anwachsen könnte, wird die Sichtweise global. "Nachhaltigkeit steht heute für die Strategie, die ökonomische Entwicklung einer Gesellschaft in Einklang zu bringen mit der Schonung der Umwelt und einer Sicherung der Lebensgrundlagen aller Lebewesen", definiert Ralle. Jeder Wirtschaftszweig müsse sich in seinem Bereich bemühen, entsprechende Maßnahmen zu ergreifen.
Die Chemie sieht der Dortmunder Didaktiker "in einer wichtigen Rolle für den Aufbau einer nachhaltigen Zivilisation auf der Erde". Daher habe sie schon früh eine Reihe von Handlungs-Prinzipien für die "Green Chemistry" formuliert. Deren zentrales Anliegen ist es demnach, chemische Produkte und Prozesse zu entwerfen, die den Gebrauch und die Erzeugung schädlicher Substanzen vermindern oder ganz vermeiden. Diesem Prinzip fühlt sich auch die deutsche chemische Industrie verpflichtet. "Nachhaltige Chemie ist seit einem Jahrzehnt ein ganz essenzieller Teil der Produktions- und Anlagenplanung", sagt Heiker.
Broschüre für Schüler
Die GDCh gibt eine Broschüre für den Schulunterricht heraus, die den Titel "Green Chemistry - Nachhaltigkeit in der Chemie" trägt. Die Broschüre, die im Frühjahr erscheinen soll, wird kostenlos an Lehrer und Schüler abgegeben - ein Beitrag zum "Jahr der Chemie".
Auch an den Hochschulen tut sich einiges. Die Prinzipien der Grünen Chemie sollten schon zu Beginn des Chemiestudiums berücksichtigt werden, sagt Bahadir. Neun Arbeitsgruppen aus sieben Universitäten arbeiten an der Entwicklung eines "Nachhaltigen Organischen Praktikums" mit. Dabei geht es beispielhaft darum, Bedingungen zu finden, unter denen chemische Reaktionen bei größtmöglicher Schonung von Ressourcen und Energie ablaufen.
"In den USA wird dieses Thema ganz hoch gehängt", erklärt Bahadir. Die American Chemical Society habe dazu speziell das "Green Chemistry Institute" in Washington eingerichtet. Herausragende Leistungen werden jährlich mit dem "President's Award" ausgezeichnet. George Bush zeichnete 2002 den Chemiker Eric Beckman, Professor an der Universität Pittsburgh, aus, der sich mit der Entwicklung von nicht fluorhaltigen Substanzen beschäftigt, die sich gut in Kohlendioxid lösen lassen.
Vielleicht wird Beckman - ähnlich wie sein Vorgänger DiSimone - bald eine Firma gründen. Keine schlechte Vorstellung: Grüne Chemie würde zum Eldorado der Existenzgründer, vergleichbar dem Internet-Boom vor ein paar Jahren, allerdings viel nachhaltiger. |
