Prioritou světových vědeckých ústavů je efektivní ochrana klimatu. Pracují na tom také výzkumníci společnosti Bayer Material Science a hledají např. alternativy k petrochemii. Myšlenkou jsou obnovitelné zdroje jako biologický základ kvalitních plastů. Z rostlinného oleje nebo rostlinného odpadu, např. z výroby papíru a biodieselu, chtějí vyrábět biomatrace, autosedačky a podešve obuvi.
Chemici pátrají po celém světě
po rostlinných substrátech, které by
mohly v budoucnosti tvořit základ
polyuretanů nebo polykarbonátů.
Základem většiny plastů byly a jsou
ropné složky. Ty budou ovšem stále
méně dostupné a dražší. Obnovitelné
suroviny jsou vhodnou alternativou
surovinové základny a jejího
rozšiřování. Stále více zákazníků je
zainteresováno na produktech s rostlinným
základem. Rostlinné výchozí
suroviny (např. molekuly cukru
a rostlinného oleje) se značně liší od
typických petrochemických základů
polymerů. I hotové technické
látky proto mají částečně změněné
vlastnosti, Výsledné molekuly jsou
podobné, ale ne identické. Výzkumníci
zkoumají pevnost, propustnost
vody nebo odolnost vůči UV záření
„zelených“ polymerů a možnosti
jejich zlepšování. V ohnisku zájmu
jsou polyuretany (PUR). Při jejich
výrobě reagují navzájem dva druhy
molekul, tzv. polyoleje a polyisokyanáty.
Především polyoleje se nabízí
pro zesílenou vestavbu obnovitelných
surovin. Poukazuje se také na
to, že výchozí rostlinné produkty
(např. glycerin nebo cukr) už delší
dobu hrají významnou roli v chemii
polyurethanů.
Pro širší uplatnění „zelených“
polymerů je nutné, aby se mohly
dodávat do výrobního procesu
pokud možno beze změn. Dobrá
ekonomická bilance nesmí být pohlcena
nákladnou chemickou přípravou.
Vědci jsou trvale zaměstnáni
vyhledáváním vhodných rostlinných
surovin i nových procesů. Kromě
cukru a glycerinu se hodí ricinový
olej, který má vhodné chemické
vlastnosti už z přírody. Koncern
Bayer ho využívá už delší dobu pro
výrobu polyuretanu na automobilové
sedačky, podlahy nebo matrace.
Přesto se vyvíjel inovativní
proces, se kterým se dají přeměnit
i jiné rostlinné oleje jako je řepkový
nebo sojový olej bez dalšího
zpracování na polyoleje s vlastnostmi
„na míru“. Výsledná pěna,
využívaná také pro izolace budov,
obsahuje 10-15 % obnovitelných
surovin. Mají zčásti dokonce lepší
materiálové vlastnosti než konvenční
produkty. Rostlinné oleje
totiž zlepšují snášenlivost s pentanem,
který slouží pro zpěnění
plastů. Chemici objevili, že dvě
základní látky polyester-polyoleje
jsou k dispozici biotechnologicky
ve velkých množstvích. Jednak jde
o substanci 1,3 propandioleje, který
je odpadním produktem z glycerinu
v bioreaktorech při výrobě bionafty
nebo z kukuřičného šrotu. Za druhé
jde o kyselinu jantarovou, látku
produkovanou bakteriemi z cukru
a celulózy, která může sloužit jako
platformní chemikálie výchozích
hmot pro výrobu mnoha plastů.
Jantarové kyseliny se dají využívat
také v polyuretanech a mohou
tak nahradit kyselinu adipovou,
založenou na ropě. Obě se odlišují
pouze dvěma methylenovými skupinami.
Experti na plasty v současnosti
experimentují ještě s petrochemicky
získanými jantarovými kyselinami
za účelem optimalizace vlastností
polyuretanů. Biojantarové kyseliny
budou brzy dostupné na trhu a také
zájemci o polyurethan už existují
mezi producenty sportovní obuvi.
„Zelené“ polyoleje jsou pravděpodobně
pouze na počátku převratného
trendu. Doposud se ovšem nedají
některé petrochemické základní látky
ještě nahradit obnovitelnými surovinami
(především aromatické uhlovodíky
jako benzol, toluol a fenol).
Lignin:
nevyčerpatelný zdroj
surovin pro polymery
Tato skupina látek tvoří základ
druhé stavební látky – aromatických
isokyanátů. Dosud neexistuje
metoda výroby aromátů z obnovitelných
zdrojů. Chemikové nyní
chtějí objasnit, zda se lignin hodí
jako základ pro bioaromáty. Dřevo
a odpadní produkty papírenského
průmyslu nejsou zdaleka využívány.
Po celulóze je to nejčastěji biopolymer
tvořící cca 25-30 % nefosilních
organických uhlovodíkových sloučenin.
Lignin je tedy téměř nevyčerpatelným
zdrojem surovin.
Vysoké investice
do klimaticky důležitého
výzkumu
Bayer dokázal v letech 1990 až
2007 redukovat přímé a nepřímé
emise skleníkových plynů o 37 %.
Ani u tohoto výsledku se však nezastavil
a chce s novou podnikovou
klimatickou strategií vytyčit značně
ambiciózní cíle. Bude investovat
1 mld. eur do konkrétních projektů
pro vývoj šetrných produktů až
po konstrukci energeticky úsporných
výrobních zařízení. Dosavadní
„Ekologické vyhodnocování
nových investic“ bylo rozšířeno
o další kritéria vztahující se ke klimatu
– www.klima.bayer.de, www.
nachwachsende-rohstoffe.de.
Kl imatický program Bayer
V listopadu 2007 byl sestaven celokoncernový
klimatický program.
Týká se vlastní výroby i investic do
vývoje klimaticky šetrných produktů
a metod. Rozhodující je také zvládání
následků klimatických změn.
Ke stěžejním záměrům patří:
l EcoCommercial Building
l Vývoj rostlinných kultur
tolerantních ke stresům
l Obnovitelné rostlinné energetické
zdroje
l Bayer Climate Check.
První úkol se zaměřuje na koncepci
energeticky optimálních průmyslových
i administrativních budov
pro všechny klimatické zóny. Zaměřuje
se zvláštně na budovy s nulovými
emisemi. Zlepšená stresová tolerance
rostlin se týká biotechnologií
pro získávání silných, odolných
a výnosných rostlin včetně nasazení
ochranných účinných látek.
Dalším úkolem je redukování
potenciálních konfliktů mezi ochranou
klimatu, biodiverzitou a produkcí
potravin.
Bayer Climate Check doplňuje
úvahy a rozpočty o rozsáhlé klimaticky
důležité podklady pro rozhodování.
Je certifikován TÜV Süd
a popisuje systematickou analýzu
výroby a blízkých procesů a zahrnuje
systematicky emise všech členů
procesu.
Žádná konkurence
potravinám
Obnovitelné suroviny napomáhají
ochraně životního prostředí a klimatu.
Závislost na ropě se snižuje. Trh
pohonných látek je 10krát větší než
trh s chemikáliemi. Chemický průmysl
využívá pouze 5-7 % ropy. Zbytek
jde do dopravy a vytápění. Proto chemické
produkty nekonkurují potravinám,
jejich množství je malé.
Teoreticky je každá látka zhotovitelná
z obnovitelných zdrojů.
Problémem je ovšem cena. Existují
molekuly, které se dají vyrábět jak
z ropy, tak i z biomasy se stejnými
náklady. Některé molekuly jsou
smysluplně získávány jen z ropy,
jiné jen z biomasy. Acrylátová kyselina
se dnes produkuje z ropy. Dá se
ale vyrábět i z glycerinu, stejně jako
z olejů a tuků nebo z uhlohydrátů.
Biorafinerie jsou podstatně komplexnější.
Ropa obsahuje uhlovodíky,
které vykazují podobnou strukturu.
Biomasa je naproti tomu směsí
vysoce komplexních molekul, např.
uhlohydrátů, proteinů, olejů a tuků.
To vyžaduje podstatně náročnější
metody. Suroviny se sbírají na
daném místě, přeměňují se příslušnou
chemickou strategií na kapaliny
a plyny a na tom postaví – vybuduje
výrobní řetězce. /an/
