Im Zuge der MOVE-TO-GREEN Strategie hat die LEUNA-Harze GmbH das Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg (Ifeu) beauftragt, eine Treibhausgasbilanz (Life-Cycle Assesement) ausgewählter Epoxidharze und Reaktivverdünner in Anlehnung an die LCA-Normen DIN EN ISO 14040/14044 durchzuführen. Die Untersuchung beinhaltete eine eingehende Bewertung des Lebenszyklus der Epoxidharze und Reaktivverdünner von der Produktion der eingesetzten Rohstoffe bis zum Fabriktor der LEUNA-Harze GmbH (cradle-to-gate Ansatz).
Die Ergebnisse zeigten durchweg eine geringere CO2-Emmission bei der Herstellung von biobasierten Epoxidharzen und Reaktivverdünnern gegenüber Produkten auf petrochemischer Basis. Aufbauend auf den gewonnen Erkenntnissen können Einflussgrößen der Treibhausgasemission während der Produktion zukünftig weiter analysiert und optimiert werden.
Glycerin-basiertes Epichlorhydrin der LEUNA-Harze GmbH
Epichlorhydrin ist ein wichtiger Ausgangsstoff für die Herstellung von Epoxidharzen und Reaktivverdünnern. Zwei wichtige Verfahren für die großtechnische Darstellung von Epichlorhydrin sind die Synthese aus Propylen und aus biobasiertem Glycerin.
Herstellung aus Propylen
Die konventionelle Methode zur Herstellung von Epichlorhydrin nutzt Propylen als Ausgangsstoff, das aus fossilen Rohstoffen (Erdöl) gewonnen wird. Dieser mehrstufige Prozess wird durch die allylische Chlorierung von Propylen initiiert. Die anschließende Umsetzung des entstandenden Allylchlorid mit Hypochloriger Säure führt zu einem wässrigen Reaktionsgemisch aus 1,3-Dichlorpropan-2-ol und 2,3-Dichlorpropan-1-ol. Durch die nachgelagerte Umsetzung mit Natriumhydroxid wird anschließend das gewünschte Epichlorhydrin erhalten. Obwohl dieses Verfahren großtechnisch etabliert ist, limitiert vor Allem die geringe Chlor-Atomökonomie dessen Effizienz.
Biobasierte Herstellung aus Glycerin
Bei der biobasierten Herstellung von Epichlorhydrin wird Glycerin als Ausgangsstoff verwendet. In dem zweistufigen Prozess wird zunächst das eingesetzte Glycerin mit Salzsäure zu einer Mischung aus 1,3-Dichlorpropan-2-ol und 2,3-Dichlorpropan-1-ol umgesetzt. Anschließend erfolgt die Reaktion mit Natronlauge, aus der Epichlorhydrin gewonnen wird. Dieser Prozess stellt eine nachhaltige Alternative zur Propylen-basierten Herstellung dar, in der zusätzlich weniger chlorhaltiger Abfall pro Equivalent Ausgangsmaterial anfällt.
Die Epilox® Produkte der LEUNA-Harze GmbH werden durch Einsatz von extern-produziertem, Propylen-basierendem Epichlorhydrin hergestellt. Darüber hinaus wird am eigenem Standort Epichlorhydrin auf Basis von Glycerin produziert, aus dem anschließend durch Umsetzung mit dem spezifischen Alkohol Produkte der Epilox® G-Serie mit biobasiertem Kohlenstoffanteil entstehen.
Zusätzlich wird das bei der LEUNA-Harze GmbH verwendete biobasierte Glycerin als ein Nebenprodukt der Biodieselproduktion gewonnen, in der hauptsächlich Speisefettreste als Ausgangsstoffe eingesetzt werden. Die gemeinsame Implementierung der Epichlorhydrin-Anlage mit vorgelagerter Chlor-Alkali-Elektrolyse und Chlorwasserstoff-Synthese am Standort der LEUNA-Harze GmbH ermöglicht darüber hinaus nicht nur die Produktion biobasierter Epoxidharze und Reaktivverdünner, sondern auch die Herstellung der dafür notwendigen Rohstoffe Chlor, Wasserstoff, Salzsäure und Natronlauge.
Reduzierung der Treibhausgasemissionen bei der Herstellung biobasierter Produkte
Die Verwendung von selbst-produziertem, biobasiertem Epichlorhydrin bei der Hertsellung von Epoxidharzen und Reaktivverdünner führt durchweg zu einer Verringerung der Treibhausgasemissionen während des Produktionsprozesses.
Weiterhin ergibt sich zusätzlich eine vergleichsweise geringe CO2-Emission während der Produktion von konventionell hergestellten Epilox® Produkten, was vor Allem auf den Neubau moderner Anlagen und die stetige Prozess- und Technologieoptimierung zurückzuführen ist.
Einsatz erneuerbarer Energien in der Produktion
Eine weitere Reduktion der CO2-Emissionen kann unter Anderem durch den Einsatz von erneuerbarer Energie erreicht werden. Pläne, komplett auf erneuerbare Energien in den Produktionsprozessen der LEUNA-Harze GmbH umzusteigen, sollen bis 2035 realisiert und in der Herstellung von Epichlorhydrin, Epoxidharzen und Reaktivverdünnern umgesetzt werden. Die Verwendung von Wind- und Solarenergie wird dabei besonders fokusiert.