Perspektiven : Biotechnologie und nachwachsende Rohstoffe am Chemiestandort Leuna

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1 Perspektiven : Biotechnologie und nachwachsende Rohstoffe am Chemiestandort Leuna 5. Biowerkstoff- Kongress Köln, März 2012 Dr. Ekkehard Küstermann InfraLeuna GmbH, Leuna 1

2 Leuna ist einer der großen und modernen Industriestandorte in Deutschland Stadt und Industriestandort im mitteldeutschen Chemiedreieck mehr als 90-jährige Tradition chemischer Produktion einer der größten Industriestandorte Deutschlands (13 km²) Standortumsatz (2010) ca. 7 Mrd. Produktumschlag > 12 Mio. t/a ca. 6 Mrd. Investitionen seit 1990 ca Beschäftigte 2

3 Der Chemiestandort Leuna heute - wesentliche Standortunternehmen 3 1) ACTILOR GmbH 2) ADDINOL Lube Oil GmbH 3) Agro Service Nord Produktion Leuna GmbH 4) ARKEMA GmbH 5) BASF Leuna GmbH 6) BAUFELD-CHEMIE GmbH 7) BioChem Leuna GmbH 8) DOMO Caproleuna GmbH 9) Dow Olefinverbund GmbH 10) envia THERM GmbH 11) FP-Pigments GmbH 12) Fraunhofer CBP 13) GHC GERLING, HOLZ & CO. Handels GmbH 14) InfraLeuna GmbH 15) Innospec Leuna GmbH 16) CRI Catalysts Leuna GmbH 17) LCP Leuna Carboxylation Plant GmbH 18) LEUNA-Harze GmbH 19) LEUNA-TENSIDE GmbH 20) Linde AG 21) Minakem Leuna GmbH 22) Mitteldeutsche Sanierungs- und Entsorgungsgesellschaft mbh 23) Momentive Specialty Chemicals Forest Products GmbH 24) Momentive Specialty Chemicals Leuna GmbH 25) MVV Umwelt Asset GmbH 26) Quadrimex Sulfur Chemicals GmbH & Co. KG 27) Quinn Chemicals GmbH 28) Steag GmbH 29) TAMINCO Germany GmbH 30) TOTAL Raffinerie Mitteldeutschland GmbH 31) WAX Umweltschutz GmbH 32) WEPA Leuna GmbH 33) Xentrys Leuna GmbH

4 Leuna ist ein sehr gut integrierter petrochemischer Standort TOTAL Rohöl Linde Erdgas DOMO Ammoniak Dow Ethylen Quadrimex / GHC Momentive LEUNA-TENSIDE LEUNA-Harze KataLeuna NaHS Wasserstoffperoxid Kunststoffdispersionen Tenside Harze Katalysatoren H 2 S Raffinerie Methanol H 2 Steam- H 2 reformer S 8 PCC Propylen CO 2 FP Pigments N 2 O 2 H 2 Arkema O 2 Luftzerleger Caprolactam, Polyamid 6, Spinnerei PA - Compounds LDPE PE-Wachse EVA- Copolymere, Additive Innospec PA 6 / PA 6.6 Addinol MINAKEM Leuna Schmierstoffe Feinchemikalien CO Methanol Amine Formaldehyd Linde BASF Leuna Kraftwerke DMF Leime MMA Taminco Momentive Quinn EVONIK, enviam, InfraLeuna I N F R A S T R U K T U R 4

5 Stoffverbund der mitteldeutschen Chemie Pipeline Rostock- Böhlen Naphtha LPG Böhlen: 100% (Naphta = Erdölderivate) Böhlen - Cracker - Anilin Schkopau - Polymere - EDC, PVC - Ethylen Derivate Ethylen Propylen Butadien Aromaten Ethylen Raffinerie- Produkte Leuna Schkopau: < 100% (Crackerprodukte) - Raffinerie - Polymere - Basischemikalien - Katalysatoren - Leime, Amine... Ammoniak Harnstoff TOTAL-Raffinerie: Wasserstoff, Gase 100% (Erdöl) Piesteritz - Harnstoff, Ammoniak, Salpetersäure Piesteritz: 100% (Erdgas) Gase Bitterfeld / Wolfen - Chlor - Anorganische Chemikalien - Quarzglas Wasserstoff Gase Raffinerie- Produkte Standort Leuna: Strom- und Dampfversorgung 100% (Erdgas) Pipeline Rostock-Schwedt Chlor Rohöl Erdgas Hartmannsdorf - Tankfarm "Druschba"- Rohöl Pipeline Stade - Hafen - Kaverne Ethylen / Propylen Teutschenthal - Kaverne Litvinov - Cracker - Petrochemikalien 5

6 Erweiterung der Rohstoffbasis der chemischen Industrie Einbindung neuer Rohstoffströme in bestehende Produktionsstrukturen Biomasse als klimaneutraler Rohstoff für Spezial- und Feinchemikalien sowie Polymere, aber auch zur Herstellung von Basischemikalien neue Produkte und bereits existierende Produkte durch biotechnologische und thermochemische Verfahren 6

7 Bei der Nutzung nachwachsender Rohstoffe in der chemischen Industrie sind viele Herausforderungen zu meistern Rohstoffmenge und Verfügbarkeit Rohstoff Komplexität und Inhomogenität Prozessentwicklung & Prozessskalierung Herausforderungen Integration der Stoffe in Wertschöpfungsketten Kaskaden- und Mehrfachnutzung Akzeptanz bei Kunden und Verbrauchern Kosten der Herstellung Pictures: InfraLeuna GmbH, FhG 7

8 Fraunhofer Zentrum für Biotechnologisch- Chemische Prozesse CBP, Leuna Prozesszentrum für die stoffliche Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen Skalierung biotechnologischer und chemischer Prozesse bis zum industriellen Maßstab ( m³ Bioreaktoren) Von der erdölbasierten zur biobasierten Raffinerie: industrielle Biotechnologie Kopplung mit chemischen Verfahren Scherr + Klimke AG, Ulm Labor Labor II Technikum Scale-up und Prozess Entwicklung Standort Leuna Quelle: Fraunhofer CBP, FhG 8

9 Modularer Aufbau des Fraunhofer CBP Quelle: Fraunhofer CBP, FhG 9

10 Verschiedene Nutzungsmöglichkeiten nachwachsender Rohstoffe werden am CBP in Leuna untersucht Schmierstoffe, Tenside, Amine, etc. Chemische Stoffe aus Lignocellulose Olefine (Ethylen) Verbund- Projekte Öle + Fette Lignocellulose Stroh, Holz Integrierte Bioproduktion* Lignocellulose Bioraffinerie** BioEthylen*** Enzyme als Katalysatoren Zucker, Stärke Innozym* CO 2, andere Mikroalgen und CO 2 Nutzung Mikroalgen** * Projektstart 2009 ** Projektstart 2010 *** Projektstart geplant 2011 Quelle: Fraunhofer IGB 10 Förderung durch BMELV BMBF BMU

11 Projekt Lignocellulose Bioraffinerie II Entwicklung neuer Prozessketten für biobasierte Produkte aus Zucker und Lignin Aufbau einer Pilotanlage zum Organosolv- Aufschluss von Buchenholz und zur stofflichen Nutzung der Komponenten Cellulose, Hemicellulose und Lignin Nutzung der aus der Faser- und Hemicellulosefraktion entstehenden C5- und C6-Zucker durch chemische und fermentative Prozesse zu industriell nutzbaren Stoffen Chemische und biotechnologische Konversion des Lignins Thermoplastische und duroplastische Verarbeitung des Lignins (Resolharze und PU-Schäume, thermoplastische Formmassen) Schwefelfreies Lignin als nachwachsende Quelle für Aromaten und Phenole 11

12 Das Projekt Lignocellulose Bioraffinerie II Quelle: Fraunhofer IGB, Dechema 12

13 Im Projekt Integrierte Bioproduktion schaffen die Partner Knowhow entlang der gesamten Wertschöpfungskette Identifikation der geeigneten pflanzlichen Öle und Fett Weltweite Vermarktung der Produkte & Technologien durch alle Partner Entwicklung von Verfahren zum physikalisch-chemischen Aufschluss und zur Rohstofffraktionierung Dracosa Univ. Karlsruhe IIP KMU DHW ADDINOL FhG ICT Industrie, FhG Chemische Industrie KMU Taminco Eucodis Produktentwicklung Verfahrensoptimierung Prozessskalierung Entwicklung optimierter Biokatalysatoren FhG IGB Universität Chemiestandort FhG InfraLeuna Uni Halle FhG IGB Verbesserte chemound biokatalytische Verfahren und Prozesse zur Wertstoffgewinnung Optimierte Wertstoffvermehrung und Anreicherung durch Fermentation Innovative Verfahren zur Wertstofftrennung und Reinigung Quelle: Fraunhofer IGB Aufzeigen und Bewertung der Marktrelevanz Prozess- und Produktbewertung Umicore Dracosa Festlegung von Produktparametern Effiziente Herstellung der Produkte mit innovativen Multifunktionsanlagen (Pilotmaßstab bis industriellen Dimension) 13

14 Projektpartner Lignocellulose Bioraffinerie II Innozym Neue Prozesse zur Herstellung industrieller Enzyme Integrierte Bioproduktion 14

15 Nachwachsende Rohstoffe am Standort Leuna Nachwachsende Rohstoffe Pflanzliche Öle Fettalkohole Tenside Schmierstoffe Glycerin Epoxidharze Holz, Stroh (Lignocellulose) Cellulose Hemicellulose Zucker Lignin Phenole Polymere Werkstoffe Synthesegas Wasserstoff Zucker, Stärke Enzyme Plattformchemikalien Bernsteinsäure Milchsäure. Alkohole Olefine Polymere Biotechnologische und thermo-chemische Verfahren 15

16 Aktivitäten am Chemiestandort Leuna Leuna Tenside GmbH Leuna Harze GmbH Linde AG ThyssenKrupp Uhde Actilor GmbH Addinol GmbH Taminco Germany GmbH Glacon Chemie GmbH (Industriegebiet Merseburg Süd) Großtechnische Herstellung von nativen Fettalkoholen und Tensiden aus pflanzlichen Ölen Herstellung von Epichlorhydrin aus Glycerin Pilotanlage zur Herstellung von grünem Wasserstoff aus Glycerin Aufbau einer Multipurposeanlage zur Herstellung von Bernsteinsäure durch Fermentation (Technikum) Entwicklung und Produktion aktiver Sicherheitsdruckfarben und Pigmente (Biomaterialien) Biologisch abbaubare Kettenöle auf pflanzlicher Basis Mitarbeit im Projekt Integrierte BioProduktion Großtechnische Reinigung von Rohglycerin und Produktion von biologisch abbaubaren Lösungsmitteln auf der Basis von Glycerin 16

17 Cluster BioEconomy Ziele Nachhaltige Maximierung der Wertschöpfung von Non-Food Biomasse mit Schwerpunkt Holz durch Koppel- und Kaskadenproduktion zur Erzeugung von Chemikalien, neuen Materialien, Werkstoffen und Energie. Beschleunigung der Innovation durch die integrierte, zeitlich und räumlich abgestimmte Skalierung von Prozessen und Anlagen vom Labor- bis zum Demonstrationsmaßstab Quelle: Cluster BioEconomy 17

18 Der Cluster "BioEconomy gewinnt im dritten Spitzencluster Wettbewerb des BMBF Der Spitzencluster BioEconomy verbindet die für die BioÖkonomie relevanten Industriebereiche wie die chemische Industrie, die Papier- und Zellstoffindustrie, die Land- und Forstwirtschaft, die Energiewirtschaft sowie den Maschinen- und Anlagenbau in Mitteldeutschland und bildet erstmals die gesamte Innovations- und Wertschöpfungskette branchenübergreifend ab. Zu den Partnern des Clusters gehören sowohl große Konzerne als auch über 40 innovative Mittelständler. Auf der Forschungsseite wirken u.a. die Fraunhofer- Gesellschaft mit den Fraunhofer-Instituten CBP, PAZ, und IWM in Leuna, Schkopau und Halle sowie das Deutsche Biomasseforschungszentrum, das Helmholtz Umweltforschungszentrum und die Handelshochschule Leipzig (HHL) mit. Förderung von Verbundprojekten durch das BMBF in Höhe von 40 Mio. über 5 Jahre Quelle: Presseerklärung vom

19 Carl Bosch Carl Bosch Fritz Haber Fritz Haber Matthias Pier Matthias Pier Carl Bosch: Ich will aus Leuna eine Hochburg der Technik machen. In der Forschung und Technik gibt es keinen Stillstand, wenn ein Gebiet zur Reife und zum Abschluss gekommen ist, muss ein neues Gebiet schon in der Entwicklung stehen und ein weiteres erschlossen sein. 19

20 InfraLeuna GmbH Am Haupttor Postfach Leuna Leuna Kontakt: Dr. Ekkehard Küstermann Standortentwicklung Tel.: / Fax: / e.kuestermann@infraleuna.de 20