Innovation & Nachhaltigkeit bei ALWA


Das Jahr 2020 war trotz all der Widrigkeiten ein guter Ausgangspunkt für einen verstärkten nachhaltigen Wandel bei ALWA. Wir haben uns viel vorgenommen.


Highlights

  • Recycling: Vor dem Hintergrund, weiterer zu erwartender EU-Richtlinien müssen in Zukunft auch in Deutschland neue Wege beschritten werden, um grundsätzlich höhere Rohstoffausbeuten in Recyclingprozessen sicherzustellen. Gemeinsam mit Frau Holtkamp und Herr Nolden von der ZENIT GmbH NRW.Europa – An Enterprise Europe Network Partner sprachen wir in diesem Zusammenhang über Möglichkeiten, unsere Produkte vom Kunden zurückzunehmen und über Recyclingwege bzw. Recyclingprozesse selber Sekundärprodukten zu entwickeln bzw. anzubieten.
  • Grüne Rohstoffe: Um die Nachhaltigkeit zu erhöhen sind wir durch eigene Forschung & Entwicklungstätigkeiten bestrebt die parallele Verwendung von „grünen“ Produkten zu unseren heutigen Eingangsstoffen zu ermöglichen.
  • Betriebsenergie (e. Thermostate): Elektronische Thermostate helfen beim Energiesparen und sorgen gleichzeitig für mehr Komfort. Wir können einstellen, zu welcher Uhrzeit jeder einzelne Heizkörper heizt. So ist zum Beispiel das Büro bereits bei Arbeitsbeginn warm, kühlt aber nach Arbeitsende auf sparsame 16 Grad ab.
  • Betriebsenergie (Temperofen)
  • Beschaffung und Auswahl an Rohstoffen:
  • Betriebsenergie (Photovoltaik): Gegenwärtig wird zur Vermeidung von CO2 geprüft, inwieweit bei ALWA beispielsweise Photovoltaikanlagen installiert werden können.
  • Betriebsenergie (LED-Beleuchtung): In der Halle am Standort Gronau wurde die Beleuchtung an moderne, nachhaltige Standards angepasst. Mit der neuen LED-Beleuchtung ist es uns möglich, eine theoretische Einsparung der Energie von über 50 % bei deutlich verbesserter Lichtausbeute zu erreichen und vermindern somit die CO2-Emissionen.
  • Betriebsenergie (Wasserspender): Wenn ein Mitarbeiter pro Arbeitstag durchschnittlich einen Liter Wasser trinkt, kann ein Unternehmen mit 100 Mitarbeitern durch die Umstellung auf einen Wasserspender jedes Jahr 506 kg Abfall vermeiden. Wasserspender reduzieren Kosten, Abfall und CO2-Ausstoß, die durch Einkauf, Transport und Lagerung von Flaschen entstehen. Wasserspender sind ausgestattet mit energiesparender Kühltechnik und einem natürlichen Kältemittel.
  • Mobilität (Videokonferenzen): Der ökologische Verkehrsclub Deutschland (VCD) stellte am 18.02.2020 eine Studie vor, die herausfand das man durch die vermehrte Nutzung von Videokonferenzen anstelle von Dienstreisen auch nach Ende der Corona-Pandemie bundesweit drei Millionen Treibhausgase pro Jahr einsparen könnte. ALWA ist international aktiv und konnte durch Videokonferenzen nicht nur einen Beitrag zur Reduzierung von Treibhausgasen leisten, sondern Kunden direkte Empfehlungen für aktuelle Herausforderungen geben und somit die Kundenbindung stärken.
  • Mobilität (Elektromobilität): Elektromobilität ist ein wesentlicher Baustein für umweltfreundlichen Verkehr, denn E-Autos fahren abgasfrei, leise und oft auch günstiger als vergleichbare Verbrenner. In diesem Jahr haben wir das Thema E-Mobilität weiter vorangetrieben. Darüber hinaus werden wir für unseren eigenen Fuhrpark, unsere Beschäftigten und Kunden auch die Möglichkeit haben elektrische Fahrzeuge an Ladesäulen aufzuladen.
  • Nachhaltige Personalpolitik (rauchfreier Standort bei ALWA): Seit dem 01. Januar 2020 ist unser Standort in Gronau rauchfrei. Ziel ist es, dass möglichst viele zukünftig rauchfrei und somit gesünder leben. Das Ziel des Nichtraucher-Betriebs haben wir bereits im Laufe des Jahres erreicht.
  • Nachhaltige Personalpolitik (Massagegutscheine)
  • Nachhaltige Personalpolitik (Kindergartenzuschuss)
  • Nachhaltige Personalpolitik (Eltern-Kind-Büro)
  • Gesellschaftliche Verantwortung:
    • Ehrenamtliche Dozentin an der Universität Paderborn
    • Desinfektionsmittel und Mund-Nasen-Schutze
    • Spendenaktionen (Lichtblicke Seniorenhilfe & Lichtblicke Kinder) Lichtblick Seniorenhilfe e.V.

Erneuerbare Rohstoffe für Gießharze – am Beispiel von Methylmethacrylate (MMA)

Für ALWA stellt sich die Frage zur Nachhaltigkeit unserer Produkte und Prozesse. So wollen wir uns frühzeitig mit erneuerbaren Rohstoffen für unsere Harze beschäftigen, um Chancen und Risikos früh zu identifizieren und dementsprechend eine Langzeitstrategie zu entwerfen.

Als Hersteller von Grießharzen ist das Prinzip der Benutzung erneuerbare Rohstoffe aus den „12 Principles of Green Chemistry”1 für unsere Produkte in erste Linie anwendbar. Am Beispiel von Methylmethacrylate (MMA), einem sehr wichtigen Bestandteil von Gießharzen, sollen die Möglichkeiten erklärt werden.

Meiner Einschätzung nach gibt es zwei Möglichkeiten MMA in Gießharzen vollständig oder zumindest teilweise durch erneuerbare Rohstoffe zu ersetzten:

  1. Produktion von MMA aus erneuerbaren Rohstoffen (Biomasse, Holz, etc.)
  2. Produktion von Methylacrylat (MA) aus erneuerbaren Rohstoffen

Zu 1.: Ein relativ neuer Prozess für MMA wurde 2008 von Lucite2 unter dem Namen Alpha Prozess kommerzialisiert. Hierbei wird Ethylen mit Kohlenstoffmonoxid und Methanol palladiumkatalysiert zu Methylpropionat umgesetzt. Im zweiten Schritt wird das Methylpropionat mit Formaldehyd cäsiumkatalysiert zu MMA umgesetzt.

Abbildung 1 Licites „Alpha” Prozess zur Herstellung von MMA

Eine alternative Methode wurde 2014 von Evonik Industries patentiert. Der „LiMA“ Prozess verläuft wie auch der „Alpha“ Prozess vom Ethen ausgehend. Es wird mit Synthesegas hydroformyliert, um Propionaldehyd zu erzeugen.3 Eine Aldol Reaktion mit Formaldehyd katalysiert durch Dimethylamin / Essigsäure ergibt Methacrolein, welches im letzten Schritt durch eine oxidative Veresterung durch einen Nickel-Gold Katalysator zu Methylmethacrylat umgesetzt wird.4

Abbildung 2 Evoniks „LiMA“ Prozess zur Herstellung von MMA

Beide Prozesse bedienen sich noch konventionellen Rohstoffen, haben aber generell das Potential auf erneuerbare Rohstoffe umgestellt zu werden. So kann Ethylen aus Bio-Ethanol oder Bio-Naphtha hergestellt werden und Kohlenstoffmonoxid und Methanol aus einer Vergasung von Biomasse (Synthesegas).5

Zu 2.: Da dies außerhalb unserer Kontrolle ist und eher von unseren Lieferanten bestimmt wird, haben wir uns auch noch eine Option näher angeschaut bei der wir bereits jetzt schon Experimente im Hause machen könnten. Hierbei haben wir uns die Plattformchemikalien der Bioraffinerie angeschaut und Milchsäure, 3-Hydroxypropionsäure (3-HP) und Glycerol als mögliche Rohstoffe für die Synthese von Methylacrylat identifiziert. Milchsäure und 3-HP können beide durch Fermentation von Kohlenhydraten gewonnen werden und Glycerol (oder Glycerin) fällt bei der Hydrolyse der Triglyceride aus Ölen oder Fetten an. Durch katalytische Verfahren können diese Rohstoffe zu Acrylsäure6–8 umgesetzt werden. Eine Veresterung mit Methanol ergibt das Methylacrylat.

Industrielle Versuchsanlagen haben in den letzten Jahren gezeigt, dass Produktion von Acrylsäure aus Kohlenhydraten, Biomasse oder Glycerol generell möglich ist. Die Projekte wurden allerdings oft nicht weitergeführt, auch aus ökonomischen Gründen (z.B. Preis von Gycerol). 9

Abbildung 3 Erneuerbare Routen zur Herstellung von Methylacrylat

Es bleibt fraglich in wie weit man MMA durch MA ersetzten kann ohne das die mechanischen Eigenschaften darunter leiden. Generell ist PMA weicher und flexibler als PMMA durch die fehlende Methylgruppe. Unklar ist, ob sich dieser Effekt auch in unseren Harzen im Zusammenspiel mit den anderen Komponenten wiederspiegelt. Dies werden wir experimentell überprüfen.

Abschließend bleibt offen, ob der Bedarf an Biomasse und an Bio-Ethanol gedeckt werden kann, auch hinsichtlich anderer Produkte und Prozesse die auf erneuerbare Rohstoffe umgestellt werden. Der erhöhte Bedarf an Biomasse, worunter in einigen Fällen auch Zucker oder Mais fällt, wird sich auch auf den Preis bzw. der Verfügbarkeit von Lebensmittel niederschlagen.



  1. Anastas, P. T.; Warner, J. C. Green Chemistry: Theory and Practice, Reprint Ed.; Oxford University Press, 2000.
  2. Darabi Mahboub, M. J.; Dubois, J. L.; Cavani, F.; Rostamizadeh, M.; Patience, G. S. Catalysis for the Synthesis of Methacrylic Acid and Methyl Methacrylate. Chem. Soc. Rev. 2018, 47 (20), 7703–7738. https://doi.org/10.1039/c8cs00117k.
  3. Jong, E. de; Higson, A.; Walsh, P.; Wellisch, M. Biobased Chemicals - Value Added Products from Biorefineries. A Rep. Prep. IEA Bioenergy-Task 2011, 36.
  4. Lyu, S.; Wang, T. Efficient Production of Acrylic Acid by Dehydration of Lactic Acid over BaSO4 with Crystal Defects. RSC Adv. 2017, 7 (17), 10278–10286. https://doi.org/10.1039/c6ra28429a.
  5. Benn, G. P.; Craciun, L.; Dewing, J. R.; Peer, W. J.; Schriver, G. W.; Siebenhaar, B.; Siegrist, U. Preparation of Acrylic Acid Derivatives from Alpha or Beta-Hydroxy Carboxylic Acids. WO2005095320A1, 2005.
  6. Ahmad, M. Y.; Basir, N. I.; Abdullah, A. Z. A Review on One-Pot Synthesis of Acrylic Acid from Glycerol on Bi-Functional Catalysts. J. Ind. Eng. Chem. 2021, 93, 216–227. https://doi.org/10.1016/j.jiec.2020.09.026.
  7. Rodríguez, D. M. Biobased acrylic acid https://biorrefineria.blogspot.com/2021/05/Biobased-acrylic-acid.html (accessed Oct 19, 2021).

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