Date
2024-03Subject
330 Economics 500 Science 660 Chemical engineering WertschöpfungsketteKunststoffverarbeitungKohlenstoffEmissionKostenMetadata
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Working paper
CO₂ als Kohlenstoffquelle für Kunststoffprodukte
CO₂ als Kohlenstoffquelle für Kunststoffprodukte
Vergleichende Analyse von CO₂- und fossilbasierten Wertschöpfungsketten. Emissionen und Kosten
Abstract
Die Nutzung von Kohlenstoff stellt eine wichtige Materialbasis der Chemie- und Kunststoffindustrie dar, weil dieser für die Produktion von organischen Chemikalien, Kunststoffen und darauf basierender Produkte unabdingbar ist. Als Kohlenstoffquellen werden aktuell größtenteils fossile Rohstoffe verwendet. Gleichzeitig werden kohlenstoffhaltige Produkte hauptsächlich linear genutzt, wodurch der Kohlenstoff am Ende des Lebenszyklus in Form von CO₂ in die Atmosphäre emittiert wird, anstatt ihn zu recyclen. In der deutschen Chemie- und Kunststoffindustrie gehen so jährlich ca. 56 % des verwendeten Kohlenstoffs verloren (Bringezu et al. 2020). Neben den Technologien des mechanischen und chemischen Recyclings von Kunststoffen bietet die Abscheidung und Nutzung von CO₂ die Möglichkeit, eine effektive Kreislaufführung von Kohlenstoff zu ermöglichen und dabei Chemikalien herzustellen, welche die gleiche Qualität aufweisen wie fabrikneue Produkte. Gleichzeitig kann der entsprechende Klimafußabdruck signifikant reduziert werden. Für den Aufbau geschlossener Kohlenstoffkreisläufe in Form von CO₂-basierter Wertschöpfungsketten bedarf es der Verknüpfung von CO₂-Quellen mit erneuerbaren Energiequellen und Produzenten von Chemikalien und Kunststoffen. Allerdings liegen bei der Nutzung von CO₂ die Produktionskosten für Basischemikalien bislang z.T. deutlich über denen für die fossil-basierte Produktion. Welche ökonomischen und ökologischen Effekte ein Wechsel der Kohlenstoffquelle auf die gesamte Wertschöpfungs-kette von Kunststoffprodukten haben würde, wurde bisher kaum untersucht. Im Rahmen des Forschungsprojektes CO₂-WIN Connect wurden deshalb Wertschöpfungsketten für ausgewählte Kunststoffprodukte mit Hilfe einer Material-flusskostenanalyse untersucht. Die Analysen zeigen beispielhaft, welche Gesamtkosten CO₂-basierte Wertschöpfungsketten haben und wie hoch diese im Vergleich zur fossilbasierten Variante ausfallen, wo Investitionsbedarf besteht und wie viel CO₂-Emissionen an welcher Stelle eingespart werden könnten. In Form von Szenarien wird ebenfalls untersucht, welchen Einfluss die Weiterentwicklung der zugrundliegenden Technologien und die Preise für fossile Rohstoffe auf die jeweiligen Ergebnisse haben.
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Bundesministerium für Bildung und Forschung Referat 726: Ressourcen, Kreislaufwirtschaft, Geoforschung Dr. Vera Grimm Fördermaßnahme: CO2WIN – CO2 als nachhaltige Kohlenstoffquelle – Wege zur industriellen NutzungCitation
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author={Kaiser, Simon and Digulla, Finn-Erik and Bringezu, Stefan},
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Center for Environmental Systems Research (CESR) 2024-03-08T05:47:00Z 2024-03-08T05:47:00Z 2024-03 doi:10.17170/kobra-202402279673 http://hdl.handle.net/123456789/15541 Bundesministerium für Bildung und Forschung Referat 726: Ressourcen, Kreislaufwirtschaft, Geoforschung Dr. Vera Grimm Fördermaßnahme: CO2WIN – CO2 als nachhaltige Kohlenstoffquelle – Wege zur industriellen Nutzung ger Urheberrechtlich geschützt https://rightsstatements.org/page/InC/1.0/ 330 500 660 CO₂ als Kohlenstoffquelle für Kunststoffprodukte Working paper Die Nutzung von Kohlenstoff stellt eine wichtige Materialbasis der Chemie- und Kunststoffindustrie dar, weil dieser für die Produktion von organischen Chemikalien, Kunststoffen und darauf basierender Produkte unabdingbar ist. Als Kohlenstoffquellen werden aktuell größtenteils fossile Rohstoffe verwendet. Gleichzeitig werden kohlenstoffhaltige Produkte hauptsächlich linear genutzt, wodurch der Kohlenstoff am Ende des Lebenszyklus in Form von CO₂ in die Atmosphäre emittiert wird, anstatt ihn zu recyclen. In der deutschen Chemie- und Kunststoffindustrie gehen so jährlich ca. 56 % des verwendeten Kohlenstoffs verloren (Bringezu et al. 2020). Neben den Technologien des mechanischen und chemischen Recyclings von Kunststoffen bietet die Abscheidung und Nutzung von CO₂ die Möglichkeit, eine effektive Kreislaufführung von Kohlenstoff zu ermöglichen und dabei Chemikalien herzustellen, welche die gleiche Qualität aufweisen wie fabrikneue Produkte. Gleichzeitig kann der entsprechende Klimafußabdruck signifikant reduziert werden. Für den Aufbau geschlossener Kohlenstoffkreisläufe in Form von CO₂-basierter Wertschöpfungsketten bedarf es der Verknüpfung von CO₂-Quellen mit erneuerbaren Energiequellen und Produzenten von Chemikalien und Kunststoffen. Allerdings liegen bei der Nutzung von CO₂ die Produktionskosten für Basischemikalien bislang z.T. deutlich über denen für die fossil-basierte Produktion. Welche ökonomischen und ökologischen Effekte ein Wechsel der Kohlenstoffquelle auf die gesamte Wertschöpfungs-kette von Kunststoffprodukten haben würde, wurde bisher kaum untersucht. Im Rahmen des Forschungsprojektes CO₂-WIN Connect wurden deshalb Wertschöpfungsketten für ausgewählte Kunststoffprodukte mit Hilfe einer Material-flusskostenanalyse untersucht. Die Analysen zeigen beispielhaft, welche Gesamtkosten CO₂-basierte Wertschöpfungsketten haben und wie hoch diese im Vergleich zur fossilbasierten Variante ausfallen, wo Investitionsbedarf besteht und wie viel CO₂-Emissionen an welcher Stelle eingespart werden könnten. In Form von Szenarien wird ebenfalls untersucht, welchen Einfluss die Weiterentwicklung der zugrundliegenden Technologien und die Preise für fossile Rohstoffe auf die jeweiligen Ergebnisse haben. open access Kaiser, Simon Digulla, Finn-Erik Bringezu, Stefan 19 Seiten Kassel, Universität Kassel, Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwesen Förderkennzeichen: 033RC016B Wertschöpfungskette Kunststoffverarbeitung Kohlenstoff Emission Kosten Vergleichende Analyse von CO₂- und fossilbasierten Wertschöpfungsketten. Emissionen und Kosten publishedVersion false
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