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Nach Budapest, Turin und Nürnberg veranstaltete die European Association for Chemical and Molecular Sciences (Euchems) in Prag Ende August ihren mittlerweile vierten Kongress. 1856 Chemiker aus 60 Ländern, informierten sich in neun Plenary Lectures, 146 Keynote Lectures sowie weiteren 359 Vorträgen über die Spannweite der Chemie. Zwei Postersessions brachten über 1000 weitere Themen in das wissenschaftliche Programm ein.


<h2>Themen und Vortragende</h2>
Highlights waren die Plenarvorträge, davon fünf von Nobelpreisträgern gehalten: Jean Marie Lehn (Straßburg) zeigte am Eröffnungsabend die Entwicklung der supramolekularen hin zur adaptiven Chemie. Wie sich aus dem Zusammenspiel von Atomen an Oberflächen das komplexe Gebiet der Heterogenkatalyse entwickelt, demonstrierte Gerhard Ertl (Berlin). Kurt Wüthrich (Zürich) stellte die Entwicklung der NMR-Spektroskopie hin zu einem Werkzeug zur Proteinuntersuchung dar. Die beiden US-amerikanischen Nobelpreisträger Roger Tsien (San Diego) und Robert Grubbs (Pasadena) stellten Arbeiten zum Zellimaging bzw. zu selektiven Olefinreaktionen vor.
Über die direkte Evolution stereoselektiver Monooxygenase für die organische Chemie sprach Manfred Reetz (Marburg). Vlasta Bonacic-Koutecky (Berlin) präsentierte die theoretischen Aspekte der Photochemie , David Milstein (Rehovot) hielt die “Euchems 2012 lecture” über metallkatalysierte Reaktionen für eine nachhaltige Chemie.
Helmut Schwarz (Berlin) gab einen Überblick über die Chemie mit Methan, die er unter das Motto “Eher Konzepte denn Rezepte” stellte. Er widmete seinen Vortrag Detlef Schröder. Der Massenspektrometriker vom Prager Institut für Organische und Biochemie der Akademie der Wissenschaften der Tschechischen Republik [Nachr. Chem. 2012, 60, 531] war wenige Tage vor der Konferenz überraschend gestorben.


<h2>Ethik, Preise und Empfänge</h2>
Besondere Schwerpunkte der Tagung bildeten neben den wissenschaftlichen Tagungsreihen die Sessions und der Wettbewerb der Jungchemiker, veranstaltet vom European Young Chemist Network, sowie die Career Days, bei denen sich die GDCh mit ihrem Karriereservice als Veranstalter beteiligte. Dazu kam ein Symposium zur Ethik in der Wissenschaft. Sein Höhepunkt war eine szenische Lesung von “Insufficiency”, einem Drama über den alltäglichen Wahnsinn im Wissenschaftsbetrieb. Der anwesende Autor Carl Djerassi schickte einige Worte voraus. Insbesondere forderte er die Chemiker auf, die Öffentlichkeit zu suchen und ein realistisches Bild der Chemie (und der Chemiker) vorzustellen.
Ein Zeichen für die Bedeutung des Euchems-Kongresses sind die vergebenen Auszeichnungen. Allein bei der Eröffnung waren es
die Euchems mit dem European Sustainable Chemistry Award an Marc Tailefer, Montpellier;
die französische Botschaft in Prag, die zusammen mit Rhodia den Jean-Marie-Lehn-Preis an den Organiker Michal Kolar, Prag, verlieh;
die tschechische chemische Gesellschaft mit ihrer höchsten Auszeichnung, der Hanus-Medaille an Juri Zolotov, Moskau, und Reiner Salzer, Dresden;
die GDCh mit der August-Wilhelm-von-Hofmann-Denkmünze an Sason Shaik, Jerusalem, und Martin Quack, Zürich.
Die GDCh setzte mit einem gemeinsamen Empfang von GDCh und American Chemical Society zudem ein Zeichen für die gute Zusammenarbeit der GDCh mit ihren Schwestergesellschaften in Europa und weltweit. Gesponsert wurde der Empfang von Wiley-VCH, ACS Publications und dem Chemical Abstract Service.
Mit fast 200 Reisestipendien sorgten zudem die GDCh und bei der GDCh angesiedelte Stiftungen wie die August-Wilhelm-von-Hofmann-Stiftung dafür, dass Nachwuchschemiker an der Tagung teilnehmen konnten.
Für das Jahr 2014 lädt die Euchems nach Istanbul ein.

Artikel

Eine Konferenz in Gold

Nach Budapest, Turin und Nürnberg veranstaltete die European Association for Chemical and Molecular Sciences (Euchems) in Prag Ende August ihren mittlerweile vierten Kongress. 1856 Chemiker aus 60 Ländern, informierten sich in neun Plenary Lectures, 146 Keynote Lectures sowie weiteren 359 Vorträg...

Bei landgebundenen Fahrzeugen zeigt sich ein politisch gewollter Trend zu nicht flüssigen Energieträgern: Die steigende Zahl gas- oder elektrobetriebener Kraftwagen spricht eine deutliche Sprache. Bei der Luftfahrt hingegen gibt es bisher keine solchen Alternativen: Luftfahrtgesellschaften wie British Airways gehen davon aus, dass flüssige Kraftstoffe die nächsten 50 Jahre für die Luftfahrt unabdingbar sind (Kasten). Der Bedarf ist gewaltig: Allein die europäischen Fluggesellschaften benötigen jährlich 53 Mio. Tonnen Kerosin.1
Die Branche hat sich verpflichtet, bis zum Jahr 2050 die CO2-Emissionen gegenüber dem Jahr 2005 zu halbieren. Hierzu haben beispielsweise in Deutschland Forschungseinrichtungen, Airlines und Bioenergieproduzenten die Luftfahrtinitiative für erneuerbare Energien (Aviation Initiative for Renewable Energy in Germany, Aireg) ins Leben gerufen.
Angesichts begrenzter Anbauflächen, wachsender Weltbevölkerung und der Verwendung von Biomasse in anderen Sektoren werden biogene Rohstoffe knapp. Jochen Flassbarth, Präsident des Umweltbundesamts, fordert, dass Biokraftstoffe vornehmlich in der Luftfahrt eingesetzt werden und für den PKW-Verkehr andere Lösungen gefunden werden müssen.2
Im Landverkehr etablierte sauerstoffhaltige Biokraftstoffe wie Biodiesel und Bioethanol eignen sich nicht für Flugzeuge. Im Gegenteil: Biodieselspuren gelten als Verunreinigung von Jet-Fuel, das aus biobasierten Fetten und Ölen hergestellt ist. Solche Spuren sind auf 5 ppm begrenzt,3 da Biodiesel aufgrund des Sauerstoffanteils biologisch abbaubar ist und der entstehende Biofilm Wasser löst.


<h2>Etablierte Verfahren zur Biokerosinherstellung</h2>
Vorreiter für biobasierte Flugzeugturbinentreibstoffe sind Fischer-Tropsch-Kraftstoffe und hydrierte Pflanzenöle, die bereits Zertifizierungsprozeduren wie die Turbinentests nach den Vorschriften der internationalen Standardisierungsstelle ASTM erfolgreich durchlaufen haben.
Der Fischer-Tropsch-Prozess produziert aus organischen Grundstoffen zunächst Synthesegas (Kohlenmonoxid und Wasserstoff) und anschließend daraus Kohlenwasserstoffketten [Nachr. Chem. 2010, 58, 635]. Je nach Art des Einsatzstoffs — Kohle, Gas oder Biomasse — sind die Produkte Coal-to-Liquid(CTL)-, Gas-to-Liquid(GTL)- oder Biomass-to-Liquid(BTL)-Kraftstoffe.
CTL- und GTL-Kraftstoffe sind technisch eingeführt, nutzen jedoch fossile Rohstoffe und weisen daher nur geringe klimarelevante Vorteile gegenüber herkömmlichen Turbinentreibstoffen auf. Die Produktion der BTL-Kraftstoffe ist technisch noch schwierig. Vor allem das Problem der Aschebildung und -abtrennung ist noch nicht gelöst. Beim Prozess können lange Kohlenwasserstoffketten entstehen, die aufwendig abgetrennt werden müssen. Fischer-Tropsch-Prozesse sind zudem wegen der für die Gasreaktion erforderlichen großen Anlagen kapitalintensiv.
Zur Herstellung hydrierter Pflanzenöle (hydro-processed renewable jet, HRJ) wird der in den Fett- und Ölmolekülen enthaltene Sauerstoff durch Hydrierung ausgetragen. Es entstehen langkettige Kohlenwasserstoffe sowie als Nebenprodukte Propan und Wasser. Diese etablierte Technik hat einen hohen Wasserstoffbedarf, der zurzeit nur fossil zu decken ist. Die empfindlichen Katalysatoren erfordern Rohstoffe hoher Qualität. Besonders geeignet sind Pflanzenöle mit Nahrungsmittelqualität; Palmöl ist ideal, da es im Vergleich zu anderen Ölen den geringsten Wasserstoffbedarf aufweist. Daher steht gerade diese Technik oft im Mittelpunkt der Diskussionen um die Tank-oder-Teller-Frage und die Regenwaldnutzung.


<h2>In der Entwicklung</h2>
An einer Vielzahl unterschiedlicher Techniken wird derzeit gearbeitet. Einige sind bereits so weit entwickelt, dass mit den ersten Schritten des Zulassungsverfahrens begonnen wurde. Dies sind zum einen die Kondensation von fermentativ oder aus Kohlenmonoxid hergestellten Alkoholen zu längeren Alkanen (Alcohol-to-Jet, z. B. von Lanzatech und Swedish Biofuels). Weiterhin wird die Fermentation von Zuckern aus Energiepflanzen zu Alkoholen und Alkenen (Sugar-to-Jet), von Amyris Biotechnologies, Gevo und Cobalt verfolgt. Einzelne Anbieter behaupten, dass die Zucker aus nicht essbarer Biomasse stammen können, haben den Beweis in der Praxis hierfür aber noch nicht erbracht. Co-Prozessierung von Biomasse mit fossilem Öl ist ein weiteres Verfahren in diesem Zusammenhang, das aber noch nicht zulassungsfähig ist.


<h2>Greasoline-Technik</h2>
Die Greasoline-Technik ist ein neues Verfahren, das beim Fraunhofer Institut in Oberhausen erfunden wurde. Das Verfahren läuft dort in einer Pilotanlage (Abbildung 2), Pläne für eine Demonstrationsanlage arbeitet das Unternehmen Greasoline mit industriellen Partnern insbesondere aus der Kraftstoffindustrie aus.
Die neue Technik startet wie die Herstellung hydrierter Pflanzenöle mit biobasierten Fetten und Ölen (Abbildung 2). Für diese Gasphasentechnik eignen sich aber Rohstoffe von geringerer Qualität: Sie trennt bei der Verdampfung Verunreinigungen ab, bevor ein Katalysator mit hoher Vergiftungstoleranz die Säuregruppe der Einsatzstoffe abspaltet. So lassen sich biobasierte Reststoffe und Koppelprodukte der Pflanzenölverarbeitung verwenden.
Das Basisverfahren benötigt keine Wasserstoffzugabe, denn der Wasserstoff kommt aus der Ausgangsverbindung. Als Nebenprodukt bildet sich im Katalysator Koks, was die Kohlenstoff-Wasserstoff-Bilanz ohne Hilfsstoffzugabe ausgleicht. Lediglich um eine bestimmte Produktqualität zu erreichen, kann eine nachgelagerte Sicherheitshydrierung mit geringem Wasserstoffverbrauch notwendig sein. Der Aktivkohlekatalysator wird nach der Reaktion durch Reaktivierung in einem industriell eingeführten Verfahren zurückgewonnen.
Als primäre Produkte entstehen Kohlenwasserstoffketten, wie sie als Hauptbestandteile in fossilen Diesel- und Kerosinkraftstoffen vorkommen. Die meisten der Dieselbestandteile lassen sich durch Isomerisierung ebenfalls in den Kerosin-Siedeschnitt überführen. Daneben entstehen im Greasoline-Verfahren biobasierte alkylierte Benzole, die für die Kerosineigenschaften, insbesondere als Quellmittel für die Dichtungen im Flugzeug wichtig sind. Diese Produkte entstehen beim bisher üblichen Hydrieren nicht und müssen daher beim Kerosin aus hydrierten Pflanzenölen aus fossilem Material stammen.


Luftfahrtindustrie und Kraftstoffe
Luftfahrt ist der am stärksten wachsende Transportsektor: Um zirka 4,5 % pro Jahr soll der Flugverkehr in den nächsten Jahrzehnten zunehmen. Effizientere Flugzeugtechnik ermöglicht dabei nur 3 % mehr CO2. Die Luftfahrtindustrie hat sich verpflichtet, ab dem Jahr 2020 klimaneutral zu wachsen. Um die CO2-Emissionen zu reduzieren, fordert die europäische Renewables Energy Directive bis zum Jahr 2020 im Transport 10 % erneuerbare Energien. Im Flugverkehr will die EU ab dem Jahr 2020 jährlich mindestens zwei Mio. Tonnen Biokerosin verwenden, und das europäische Forschungsprogramm Clean Sky 2 will den CO2-Ausstoß pro Passagierkilometer bis zum Jahr 2050 um 75 % senken. Außerdem sagte Joachim Szodruch, Präsident der nationalen Initiative zur Förderung alternativer Flugkraftstoffe Mitte September, die deutsche Luftfahrt wolle bis zum Jahr 2025 dem herkömmlichen Flugbenzin etwa 10 % Biosprit beimischen.
Mehr als 30 % der Betriebskosten von Fluggesellschaften sind Kraftstoffkosten. Die im Jahr 2012 eingeführte CO2-Steuer erhöht diese, wenn auch derzeit wegen geringer Kosten für CO2-Zertifikate moderat.


Peter Haug ist promovierter Chemiker und Geschäftsführer von Greasoline, Oberhausen. Als Founding Angel gründet er Start-up-Unternehmen zusammen mit technischen Gründern aus Forschungsorganisationen und kommerzialisiert so neue Techniken. <a href="mailto:peter.haug@greasoline.com">peter.haug@greasoline.com</a> Axel Kraft ist promovierter Chemiker und Leiter des Geschäftsfelds Biofuels beim Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik in Oberhausen. Sein Geschäftsfeld sind mehreren Projekte zu Biokerosin, und er ist Mitglied der Arbeitsgruppe Conversion der europäischen Biokraftstoff-Technologieplattform <ext-link ext-link-type="uri"><a href="https://www.biofuelstp.eu" target="_blank">www.biofuelstp.eu</a>.</ext-link> <a href="mailto:axel.kraft@umsicht.fraunhofer.de">axel.kraft@umsicht.fraunhofer.de</a> 



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1 

K. Maniatis, “2 million tons per year: a performing biofuels supply chain for EU aviation”, Technical Paper of European Commission/ DG ENER, 2011.
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2 

N. Fichtner, Financial Times Deutschland, 27.12.2012.
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3 

ASTM International, Standard Specification for Aviation Turbine Fuel Containing Synthesized Hydrocarbons, ASTM-Norm D7566 — 11a, 2011.
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