Biobasierte Chemie: Verbio produziert Spezialchemikalien aus Biodiesel

In diesem Gebäude wird ein Stück erneuerbare Chemie Wirklichkeit: Die Verbio SE wird hier Spezialchemikalien aus Biodiesel, also aus Rapsmethylester, herstellen.

Foto: Verbio

Die Chemische Industrie steht vor der anspruchsvollen Aufgabe, ihre energieintensiven Prozesse und kohlenstoffbasierten Produkte von fossilen auf erneuerbare Quellen umzustellen. Die Verbio SE aus Sachsen-Anhalt, bislang vor allem als Bioenergieproduzent bekannt, erweitert dafür ihr Portfolio und wird künftig erneuerbare Chemie – genauer: biobasierte Spezialchemikalien – herstellen.

In Bitterfeld entsteht derzeit die weltweit erste Ethenolyseanlage auf Basis von Rapsmethylester (Biodiesel); ab Herbst 2026 will das Unternehmen dort leistungsstarke biobasierte Alternativen zu fossilen Chemikalien produzieren. Diese biobasierten Spezialchemikalien können beispielsweise in Schmierstoffen, Polymeren, Beschichtungen, Klebstoffen, Duft- und Aromastoffen, Reinigungsmitteln sowie in der Pharmazie und Kosmetik eingesetzt werden.

Dr. Andreas Kohl erklärt die Bedeutung des neuen Verfahrens. Er leitet bei Verbio die Abteilung “Specialty Chemicals and Catalysts” und ist Geschäftsführer der XiMo Hungary kft., einer 100-prozentigen Verbio-Tochter, die Katalysatoren für die Ethenolyse herstellt.

Verbio will im Herbst ein Stück Chemiegeschichte schreiben. Die Firma will in Bitterfeld biobasierte Spezialchemikalien auf Basis von Rapsmethylester herstellen. Wann soll es soweit sein?

Andreas Kohl: Wir werden Anfang Oktober unsere neue Ethenolyseanlage feierlich in Betrieb nehmen. Ausgangsstoff für die Produktion unserer biobasierten Spezialchemikalien ist Rapsmethylester, bekannt als Biodiesel, welchen wir aus der Verbio Biodieselanlage direkt nebenan beziehen.

Ist „biobasiert“ Ihr Geschäftsmodell?

Kohl: Ja, es entspricht unserer Philosophie, mit moderner Technologie aus Biomasse interessante und hochwertige Produkte herzustellen. Wir sehen hier ein Zukunftspotential, sonst würden wir das auch nicht machen. Die Chemie muss sich ändern.

Strategie: biobasierter Kohlenstoff

Was meinen Sie damit?

Kohl: Heute werden aus fossilen Rohstoffen mit guter Technologie chemische Produkte hergestellt. Wir befinden uns damit aber auf einer Einbahnstraße. Aus Gründen wie Nachhaltigkeit und Klimaschutz, aber auch zur Reduktion von strategischen Abhängigkeiten muss sich das mittel- bis langfristig ändern. Doch die Chemie lässt sich nicht dekarbonisieren. 90 % oder mehr der Produkte basieren auf Kohlenstoff.

Wir können also nur defossilisieren und brauchen dafür erneuerbaren Kohlenstoff. Man kann dazu beispielsweise Altplastik recyceln und Kohlendioxid mit Wasserstoff aktivieren, braucht aber ergänzend biobasierten Kohlenstoff, insbesondere hochfunktionalen Kohlenstoff. Darauf fokussieren wir.

Ein Blick zurück: Wie begann die Geschichte?

Kohl: 2001 hat Verbio in Bitterfeld die erste Biodiesel-Produktion in Betrieb genommen. Seitdem hat sich das Unternehmen stetig weiterentwickelt. Wir haben inzwischen neben unseren deutschen Bioraffinerien auch Produktionsstandorte in den USA, Kanada und Indien. Neben klimafreundlichen Kraftstoffen stellen wir auch schon heute erneuerbare Komponenten für Chemie, Industrie und Landwirtschaft her wie zum Beispiel biobasiertes Glycerin oder biobasierte Phystosterole für die Kosmetik-, Pharma- und Lebensmittelindustrie.

Wer bei Verbio kam auf die Idee Biodiesel zu Spezialchemikalien für die unterschiedlichsten Anwendungsbereiche weiterzuverarbeiten?

Kohl: Innerhalb der Verbio-Gruppe haben viele verschiedene Abteilungen einen Anteil daran. Die Stärke des biobasierten Kohlenstoffs, sei es in Form von Zucker oder Pflanzenölen, ist ja, dass die Pflanzen bereits Moleküle mit besonderen chemischen Funktionen hergestellt haben. Und diese, ich sage mal „Vorarbeit“, wollen wir natürlich nutzen. Und diese grundsätzliche Idee wird bei Verbio schon lange verfolgt.

Kolleginnen und Kollegen in der Forschungs- und Entwicklungsabteilung haben sich damit immer wieder intensiv beschäftigt und am Ende eine herausragende Lösung erarbeitet. Es ist ein wichtiger Teil der Verbio-Strategie, dass wir die eingesetzten biomassebasierten Rohstoffe mit innovativen Technologien und Anlagen mehrfach nutzen und damit die Ressourceneffizienz erhöhen.

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Doppelbindung ans Molekülende

Bei der Ethenolyse verwenden sie einen Fettsäuremethylester des Raps. Was ist dort die besondere Funktion?

Kohl: Mit dem Verfahren nutzen wir gezielt eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung im Rapsmethylester. Die Ethenolyse ist eine besondere Form der so genannten Olefin-Metathese. Mit ihr kann man Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen neu miteinander verknüpfen und damit zugänglich für die Spezialchemie machen.

Was geschieht nun mit der einen Doppelbindung im Rapsmethylester?

Kohl: Durch die Reaktion entstehen zwei Moleküle mir jeweils einer Doppelbindung am Ende. Das sind sehr wertvolle Moleküle. Chemiker sprechen hier von Alpha-Olefinen. Diese lassen sich gut weiterverarbeiten. Mit diesen Molekülen zu arbeiten, macht Chemikern zudem auch Spaß.

Wie kamen Sie auf die Idee, die Ethenolyse zu verwenden?

Kohl: Wir haben vor etwa zehn Jahren gesagt, es ist eigentlich zu schade, mit unserem Biodiesel, diese wertvollen Moleküle aus dem Rapsöl einfach nur in Fahrzeugen zu verbrennen. Wir haben nach anderen Märkten gesucht und mehrere Technologien evaluiert. Am Ende entschieden wir uns für die Ethenolyse als effizienteste Lösung.

Nobelpreiswürdiges Verfahren

Die drei Entdecker der Ethenolyse haben 2005 dafür den Nobelpreis erhalten. War das für Sie wichtig?

Kohl: Nein. Doch es macht die Story nicht schlechter, verwendet man eine nobelpreiswürdige Technologie. Einer der Preisträger von 2005, Richard Schrock, ist uns immer noch sehr verbunden. Er hat bereits zugesagt, zu unserer Anlageneinweihung nach Bitterfeld im Oktober zu kommen. Dann finden fast 50 Jahre Forschung und Entwicklung die Umsetzung in einer industriellen Anwendung.

Was ist an der Ethenolyse so bahnbrechend?

Kohl: Kurz gesagt: Die drei Wissenschaftler Yves Chauvin, Robert Grubbs und Richard Schrock haben ein Verfahren entwickelt, mit denen sich Doppelbindungen in Kohlenwasserstoffen gezielt aufbrechen und neu verknüpfen lassen. Jeder von ihnen hat eigene Beiträge geleistet. Schrock hat etwa den Preis für molybdän- und wolframbasierte Synthesekatalysatoren bekommen.

Katalysatoren in eigener Regie herstellen

Warum betonen Sie dies?

Kohl: Die Schrock-Katalysatoren basieren auf den preiswerten Metallen Molybdän und Wolfram. Herr Schrock gründete dann 2012 mit anderen die Firma XiMo in Budapest, die Verbio 2018 vollständig übernommen hat. Und die Schrock-Katalysatoren sind immer noch die einzigen preiswerten Katalysatoren, mit denen man Ethenolyse betreiben kann.

… so wie bald in Bitterfeld. Aber was wollen Sie herstellen?

Kohl: Vor allem zwei Spezialchemikalien basierend auf Rapsöl aus Europa: 1-Decen und 9-DAME, also Methyl-9-decenoat. Die Anlagenkapazität wird insgesamt 60 000 t betragen. Die Produktion startet im Herbst 2026.

Sind 60 000 Tonnen viel?

Kohl: Eigentlich ja, doch im Verhältnis zur Gesamtmenge der in der Industrie eingesetzten chemischen Rohstoffe ist es ein Anfang und zunächst ein Tropfen auf den heißen Stein. Unsere Kapazität für 1-Decen wird bei 17 000 t liegen, während der weltweite Markt für diese Chemikalie im Schmierstoffbereich bei 600 000 bis 700 000 t liegt. Aber ganz wichtig sind Skalierungsmöglichkeiten, wenn man beginnt, so eine neue Technologie einzusetzen. Unsere Technologie und die Katalysatorproduktion sind gut skalierbar und industriell deshalb relevant.

Biobasiert mit großem Potenzial

Wie viel biobasierter Rohstoff steht Ihnen eigentlich zur Verfügung?

Kohl: Ausreichend und das Potenzial ist riesig. In Europa werden jährlich zirka 6 Mio. t Rapsmethylester aus regionalem Rapsanbau hergestellt – etwa ein Viertel davon von Verbio. Und das Verfahren ist nicht auf Raps beschränkt, es lässt sich auch bei anderen Pflanzenölen anwenden.

Wurden Sie finanziell unterstützt?

Kohl: Ja, wir sind sehr dankbar dafür, vom Land Sachsen-Anhalt und vom Bund eine sogenannte GRW-Förderung erhalten zu haben. Diese Gemeinschaftsaufgabe „Verbesserung der regionalen Wirtschaftsstruktur“ hat uns geholfen zu investieren und das Risiko zu senken. Der Großteil der Finanzierung kommt jedoch aus den eigenen Investitionsmitteln von Verbio.

Sind Sie also mit der öffentlichen Unterstützung zufrieden?

Kohl: Im Feld der erneuerbaren Chemie gibt es bisher zu wenig Unterstützung. Man möchte zwar gerne CO₂-neutral werden, lokale Lieferketten haben und auf erneuerbare Ressourcen umstellen, aber politische Vorgaben, zu einem bestimmten Zeitpunkt irgendetwas erreichen zu müssen, fehlen im Bereich der Materialien größtenteils. Es sind einzelne Kunden etwa im Kosmetik- und Konsumgüterbereich, die mit Vorgaben zu CO₂-Neutralität und dem Einsatz erneuerbarer Rohstoffe vorangehen.

Was sind aus Ihrer Sicht die richtigen Wege, der Bioökonomie zu mehr Erfolg zu verhelfen?

Kohl: Das Bewusstsein muss sich ändern. Erneuerbare Chemie basierend auf Biomasse, CO₂ und Recycling erlaubt, lokale Wertschöpfungsketten aufzubauen und uns strategisch unabhängiger von Einflüssen von außen zu machen. Deshalb bin ich der Meinung, dass es nötig ist, die Bioökonomie zu fördern und Märkte zu generieren.

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Politische Vorgaben wären hilfreich

Doch wie?

Kohl: Eine Möglichkeit sind verbindliche Quoten für erneuerbare Anteile oder CO₂-Reduktion wie im Bioenergiebereich. Ansätze gibt es hierzu bereits aus der EU etwa aus der Packaging and Packaging Waste Regulation. Weiterhin wäre es möglich bei öffentlichen Ausschreibungen lokale erneuerbare Wertschöpfungsketten besonders zu berücksichtigen. Es muss ein Markt geschaffen werden, der es ermöglicht diese Innovationen und erneuerbaren Kohlenstoffe profitabel in Produkten umzusetzen.
Und es sollte leichter werden, die Unternehmen zu fördern, die bereit sind, ins Risiko zu gehen.

Wie verstehen Sie sich eigentlich mit Ihren lokalen Rohstofflieferanten, den Landwirten?

Kohl: Unser Gründer, Claus Sauter, kommt etwa aus dem Agrarhandel. Wir haben also ein gutes Verständnis darüber, was Landwirte umtreibt. Unsere Firmenphilosophie basiert darauf, dass wir alles, was von Landwirten stammt, sei es Stärke, Zucker, Öl oder Reststoffströme, in unseren Bioraffinerien verarbeiten und daraus vielfältige grüne Moleküle herzustellen.

Herr Dr. Kohl, vielen Dank für das Gespräch.