gesponsertNachhaltigkeit Nachhaltige Lösungen für den gesamten Materialkreislauf

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ASAHI KASEI EUROPE GmbH

Eine aktuelle Studie des japanischen Technologieunternehmens Asahi Kasei zeigt: Das Kundenverständnis von Nachhaltigkeit im Fahrzeug wird zunehmend komplexer und verstärkt zusätzlich den Druck auf die Automobilindustrie.

Mit dem Wandel zum emissionsfreien Fahrzeug ist die Mission „nachhaltige Mobilität“ noch lange nicht erfüllt. So sehen es auch die Kunden weltweit: Im November 2023 führte Asahi Kasei zum fünften Mal seine „Automotive Interior Survey“ durch – eine Befragung von Fahrzeugnutzern in Deutschland, USA, China und Japan zu den Themen Interieur und Mobilität von Morgen.

Die Ergebnisse der Umfrage zeigen, dass ein nachhaltiges Fahrzeug längst nicht mehr nur über die Antriebstechnologie definiert wird, sondern vielmehr über den CO2-Fußabdruck in der Produktion, recycelbare Materialien oder aber auch die Dekarbonisierung der Fahrzeughersteller und ihrer Zulieferer (siehe Grafik).

Kurzum: Nachhaltigkeit und Transparenz entlang der gesamten Wertschöpfungskette spielen auch aus Kundensicht eine immer prominentere Rolle. Mehr als jeder zweite Kunde wird beim Kauf des nächsten Fahrzeugs mehr auf Nachhaltigkeit achten. Für die Automobilindustrie verschärfen dabei die gegenwärtigen Krisen zusätzlich den Druck auf die Nutzung alternativer Energiequellen, die Optimierung bestehender Produktionsprozesse und die Nutzung von Materialien mit einem geringeren CO2-Fußabdruck.

Seit 2015 fokussiert sich die Asahi Kasei Gruppe bereichsübergreifend auf die Expansion in der Automobilindustrie. Neben dem diversifizierten Produktportfolio – dazu gehören etwa technische Kunststoffe und Schäume, Elektronik- und Batteriekomponenten, synthetischer Kautschuk und funktionale Fasern - bilden Lösungen entlang des gesamten Materiallebenszyklus dabei das Grundgerüst der strategischen Ausrichtung des Unternehmens.

Dekarbonisierung der Energiequellen

Im Rahmen seines 2022 vorgestellten Strategieplans 2024 hat Asahi Kasei das Wasserstoffgeschäft als eines von zehn Wachstumsbereichen (10 Growth Gears) festgelegt, die bis 2030 mehr als 70 Prozent des Betriebsergebnisses ausmachen sollen. Für eine nachhaltige Wasserstoffproduktion in großem Maßstab sind Elektrolyseanlagen notwendig, die kompatibel mit schwankender elektrischer Energie aus erneuerbaren Energiequellen wie Wind- oder Sonnenenergie sind.

Um dieses Problem zu lösen, errichtet Asahi Kasei in Kawasaki derzeit eine Pilotanlage mit mehreren 0,8 MW "Aqualizer™"-Elektrolyseur-Modulen des Unternehmens (siehe Bild). Erklärtes Ziel des Unternehmens ist es, die europäische Industrie mit einer effizienten Wasserstoffproduktion beim Wechsel zu alternativen Energiequellen zu unterstützen.

Spezialist für nachhaltigere Produktionsmethoden

Neben der Nutzung alternativer Energiequellen bietet auch die Optimierung der Produktionsprozesse von Grundchemikalien großes Potential, den CO2-Fußabdruck direkt am Anfang der Wertschöpfungskette zu verringern. Asahi Kasei hat als erster Anbieter im Markt ein Verfahren entwickelt, bei dem es CO2 als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Polycarbonat verwendet. Dabei wird auf das in konventionellen Verfahren genutzte Phosgen verzichtet.

Bereits im Jahr 2002 machte Asahi Kasei das Verfahren marktreif und lizensiert es nun in großem Maßstab an Hersteller – etwa 15 Prozent der globalen Polycarbonatproduktion basieren auf dieser Technologie. Um Polycarbonat als Glasersatz und für andere Leichtbauanwendungen im Fahrzeug einsetzen zu können, entwickelt Asahi Kasei derzeit eine Hartbeschichtungstechnologie, die den Werkstoff mit einer UN ECE R43-konformen Abriebfestigkeit und Witterungsbeständigkeit ausstattet.

Das Unternehmen setzt CO2 auch als Rohstoff für die Produktion von hochreinem Ethylencarbonat (EC) und Dimethylcarbonat (DMC) ein, wichtige und zunehmend gefragte Bestandteile für Elektrolytlösungen in Lithium-Ionen-Batterien. 2021 hat das Unternehmen seine erste Lizenzvereinbarung für ein Technologiepaket zur Herstellung von hochreinem EC und DMC unter Verwendung von CO2 als einem der Hauptrohstoffe abgeschlossen.

Des Weiteren arbeitet Asahi Kasei derzeit an einem phosgenfreien Isocyanat auf CO2-Basis. Fahrzeugbeschichtungen können dadurch schneller und bei geringeren Temperaturen aufgetragen werden.

Biobasierte Grundchemikalien

Auch wenn Recycling in der Automobilindustrie derzeit klar im Fokus steht: Biobasierte Materialien finden vermehrt den Weg ins Fahrzeug. Um die Verbreitung und Akzeptanz biobasierter Werkstoffe zu beschleunigen, entwickelt Asahi Kasei eine neuartige Prozesstechnik zur Herstellung biobasierter Basischemikalien aus Bioethanol. Diese bahnbrechende Technologie ermöglicht die Herstellung der meisten synthetischen Fasern und technischen Kunststoffe aus Biomasse-Rohstoffen, einschließlich solcher, die bisher ausschließlich auf Erdöl basierend hergestellt werden konnten.

Neue Recyclingansätze

Um die kommerzielle Nutzung und Wiederverwendung von hochfunktionalen technischen Materialien und Kompositen zu vereinfachen, sind neue Recyclingansätze nötig. Im Rahmen eines Gemeinschaftsprojekts mit Microwave Chemical depolymerisiert Asahi Kasei EOL (end of life) Airbags und Autoteile aus Polyamid 66 (PA66) unter Nutzung von Mikrowellentechnologie, um die Monomere HMD und ADA mit geringem Energieaufwand und hoher Ausbeute direkt zu gewinnen (siehe Bild).

Durch die Wiederverwertung dieser Monomere bei der PA66 Produktion kann der ökologische Fußabdruck im Vergleich zum konventionellen Herstellungsprozess reduziert werden.

Asahi Kasei entwickelt auch Lösungen für die Wiederverwertung von kohlefaserverstärkten Kunststoffen (CFK). Anfang 2023 berichtete das Unternehmen über die Entwicklung einer neuen Technologie, die einen geschlossenen Recyclingkreislauf für hochwertige und kostengünstige Kohlefasern ermöglicht.

Kohlefaserverstärkte Kunststoffe empfehlen sich aufgrund ihrer einzigartigen Ausgewogenheit von Steifigkeit, mechanischer Festigkeit und geringem Gewicht für anspruchsvolle Anwendungsbereiche.

Bislang werden kohlefaserverstärkte Kunststoffe gemahlen oder zerkleinert und die Kunststoffmatrix, die die Kohlefaser umschließt, durch Hitzezufuhr aufgelöst. Bei diesem Vorgang werden die Kohlefasern durchgeschnitten, wodurch die technischen Eigenschaften und damit die weitere Nutzung der Fasern stark beeinträchtigt werden.

Asahi Kaseis Methode nutzt eine elektrolysierte und wiederverwertbare Schwefelsäure. Kohlefasern können damit ohne Zerkleinerung und bei deutlich niedrigeren Temperaturen und Energiekosten aus Verbundwerkstoffen herausgelöst werden. Die recycelten Fasern haben bei deutlich geringeren Kosten die gleichen Materialeigenschaften wie neue Kohlenstofffasern.

Am Standort Asahi Kasei Europe in Düsseldorf (siehe Bild) arbeitet das Unternehmen kontinuierlich an neuen Materialien und Lösungen für das gesamte Automobil. Das AKXY2 Konzeptfahrzeug (siehe Bild) gab 2022 einen kleinen Einblick in die bereichsübergreifende Expertise entlang des gesamten Materialkreislaufs, von den Rohstoffen über die Produktionstechnologien bis hin zum Einsatz von recycelten und wiederverwertbaren Materialien.

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