Nachhaltige Ökonomie

  • In unserem Alltag verwenden wir eine Vielzahl von Materialien wie Kunststoffe, Wasch- und Reinigungsmittel, Pharmazeutika und Biokraftstoffe. Eine zukünftige nachhaltige Wirtschaft kann als Ausgangsstoff zur Herstellung dieser Stoffe entweder Biomasse oder Kohlendioxid aus der Atmosphäre nutzen. Die Gesamtnachfrage nach den Rohstoffen kann dabei durch eine Erhöhung der Recyclingquote reduziert werden.

  • Eine Analyse der Nachfrage und des Potenzials von Biomasse zeigt, dass allein die Biomasse der dritten Generation, d.h. die ausschließliche Verwendung von Reststoffkomponenten aus der Lebensmittelproduktion, nicht ausreicht, um genügend Rohstoffe für eine zukünftige chemische Industrie und für die Herstellung von Biokraftstoffen zu liefern. Wenn die Entwicklung so weitergeht wie bisher, muss eine bio-basierte Wirtschaft auch auf Biomasse der ersten oder zweiten Generation zurückgreifen. Das sind Nahrungsmittel-Komponenten wie Stärke, Zucker, und Pflanzenöl, oder Pflanzen, die auf Landflächen angebaut werden, auf denen auch Nahrungsmittel erzeugt werden könnten, beispielsweise Gräser und Holz. Daher ist es unvermeidlich, dass bio-basierte Stoffe um die gleiche Landfläche wie die Nahrungsmittel-Produktion konkurrieren.

  • Für eine Bioökonomie haben sich alle erforderlichen Technologien zumindest im Pilotanlagenmaßstab bewährt. Eine Bioökonomie wäre also technisch und wirtschaftlich mit im Prinzip vorhandener Technologie realisierbar. Bereits heute werden diverse Produkte aus Biomasse auf wirtschaftlich sinnvolle Weise hergestellt.

  • Die direkte Abscheidung von Kohlendioxid aus der Atmosphäre erfordert neue Technologien, für die mehrere Vorschläge vorliegen die derzeit weiterentwickelt werden. Aufgrund der geringen Konzentration von Kohlendioxid in der Atmosphäre sind erhebliche technologische Herausforderungen zu meistern. Entsprechend muss die wirtschaftliche Machbarkeit in größerem Maßstab noch nachgewiesen werden. Die anschließende Umwandlung des abgetrennten Kohlendioxids in Chemikalien erfordert einen erheblichen Energieaufwand, funktioniert aber bereits bei Produktionsmengen von 5000 Tonnen pro Jahr.

  • Für eine Kohlendioxidwirtschaft müsste allerdings keine fruchtbare Landfläche genutzt werden, da die Abscheidung des Kohlendioxids überall realisiert werden kann, also auch zum Beispiel in Wüsten oder Permafrost-Gebieten. Die benötigte Energie kann ebenfalls nachhaltig gewonnen werden, zum Beispiel durch Photovoltaik in Wüstengebieten.

  • Der Aufbau einer Kohlendioxidwirtschaft wird allerdings aktuell die Treibhausgasemissionen nicht verringern, solange wir noch fossile Ressourcen zur Energienutzung verbrennen. Erst nach der Energiewende könnte eine Kohlendioxidwirtschaft nachhaltig zur Reduzierung des Kohlendioxids in der Atmosphäre beitragen.

  • Die wiederholt vorgeschlagene Verwendung von Algen entweder zur Abscheidung von Kohlendioxid aus der Atmosphäre oder zur Herstellung von Chemikalien aus Kohlendioxid erweist sich als weniger effizient als vergleichbare chemische Routen. Algen sind daher keine geeignete Lösung.

  • Sowohl eine Bioökonomie als auch eine Kohlendioxid-Ökonomie sind prinzipiell technisch realisierbar und erlauben die stofflichen Kreisläufe zu schließen.

  • Solange es unterernährte Menschen gibt, ist allerdings die Bioökonomie wegen ihrer Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion ethisch fragwürdig. Ohne Veränderung in unserem Verhalten bzgl. tierbasierter Nahrungsmittel und Kinderzahl kann das Problem des Welthungers aber nicht überwunden werden. So entscheiden wir mit unserem Verhalten auch darüber, ob wir eine leicht zugängliche Bioökonomie realisieren können oder ob wir aus ethischen Gründen gezwungen sind, eine Kohlendioxidwirtschaft mit all den noch ungelösten wirtschaftlichen und technischen Herausforderungen anzustreben.

Die hier vorgestellte Diskussion ist an eine Publikation in ChemBioEng Reviews angelehnt:
Pfennig, A.: Sustainable Bio- or CO2-Economy: Chances, Risks, and Systems Perspective.

ChemBioEng Reviews (2019) 6(3), 90-104.