Leitprojekt

Die chemische Industrie ist für eine Vielzahl industrieller Wertschöpfungsketten unverzichtbar und einer der wichtigsten Impulsgeber für neue Produktentwicklungen und Innovationen. Globale Herausforderungen in den Bereichen Klimaschutz, Energie- und Ressourceneffizienz, gepaart mit den Forderungen aus Gesellschaft und Politik nach einer grünen, nachhaltigen Chemie, haben dazu geführt, dass sich die chemische Industrie ehrgeizige Ziele gesetzt hat, um ihre Produktionsprozesse zu defossilisieren sowie eine zirkuläre, treibhausgasneutrale Stoff- und Energiewandlung zu etablieren. Diese Transformation fordert große Forschungs- und Entwicklungsanstrengungen.

Die im Leitprojekt »ShaPID« kooperierenden neun Fraunhofer-Institute wollen die chemische Industrie bei diesen Anstrengungen gezielt unterstützen, indem sie ihre angewandte Forschung für das Erreichen der herausfordernden Nachhaltigkeitsziele bündeln und gleichzeitig ihre FuE-Beziehungen zu einer der innovationsstärksten Branchen intensivieren.

Mit dem Leitprojekt soll gezeigt werden, dass eine nachhaltige, grüne Chemie durch praxisnahe technologische Innovationen in der Prozessintensivierung und Digitalisierung erreicht werden kann. Dazu werden auf Grundlage der international anerkannten »12 Principles of Green Chemistry« gezielt neue Technologieentwicklungen in vier komplementären Bereichen betrieben:

• der Synthese-, Reaktions- und Katalysetechnik,
• der kontinuierlichen Prozess- und Verfahrenstechnik,
• der Modellierung, Simulation und Prozessoptimierung,
• sowie der Digitalisierung und Automation.

Die Anwendung dieser neuen Methodiken und Technologien soll im technischen Maßstab an drei Referenzprozessen praxisnah demonstriert werden, die unterschiedliche Produktsparten der Chemie mit hoher FuE-Intensität und Wertschöpfung adressieren:

1. »Green Plastics« (von CO₂ und biogenen Rohstoffquellen zu neuen Polymeren)

2. »Green Monomers« (energieeffiziente Synthesen von Monomeren aus nicht-fossilen Rohstoffen) und

3. »Efficient Building Blocks« (Einsatz hochreaktiver Moleküle für die atomeffiziente Synthese).

Alle Prozesse beschreiten den Weg vom grünen Rohstoff über eine grüne Prozessführung bis hin zu grünen Produkten. Dabei werden die Prozessentwicklungen sowohl von Life Cycle Assessments (LCA) und Systemanalysen als auch von REACh-Bewertungen und (Öko)toxizitätsvorhersagen eng begleitet.

Das übergeordnete strategische Ziel des Leitprojektes »ShaPID« ist es, Fraunhofer als systemischen Forschungspartner für grüne nachhaltige Chemie zu etablieren und Tech-Transfer-Angebote für Methoden und Technologien der Prozessintensivierung und Digitalisierung aus einer Hand anzubieten. Damit werden sowohl die Unternehmen der chemischen Industrie als auch die mit ihr kooperierenden Branchen zielgenau bei der Realisierung grüner und effizienter chemischer Prozesse unterstützt.