Das Projekt "Klimaschutz und optimierter Ausbau erneuerbarer Energien durch Kaskadennutzung von Biomasseprodukten - Potenziale, Entwicklungen und Chancen zur stofflichen und energetischen Nutzung von Biomasse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie gGmbH durchgeführt. Ziel der Studie ist es, Möglichkeiten für den Aufbau von Verwertungsketten biogener Roh- und Reststoffe aufzuzeigen, auf deren letzter Stufe die energetische Nach- oder Nebennutzung liegt, und ihren Zusatznutzen für ein nachhaltiges Energiesystem in Deutschland und Europa nach sozioökonomischen und Ökoeffizienzkriterien zu bewerten. Die Bearbeitung erfolgt in neun Arbeitspaketen (AP). Zunächst werden theoretische Ansätze und Praxisbeispiele (AP1), die politischen Rahmenbedingungen (AP2) und die Angebotspotenziale (AP3) für eine optimierte Kaskadennutzung dargestellt. Der Stand der energetischen Biomassenutzung (AP4) sowie die Anforderungen an stoffliche Routen für eine energetische Nachnutzung (AP5) bilden die Grundlage für die Auswahl von Kombinationen stofflicher und energetischer Pfade. Aus der Bewertung der identifizierten Nutzungskaskaden nach Ökoeffizienz- und sozioökonomischen Kriterien (AP7 + 8) werden Handlungsempfehlungen abgeleitet. Die Ergebnisse der Studie können helfen, Strategien zu entwickeln, bei denen die Wiederverwertung, das werk- und rohstoffliche Recycling und die energetische Nutzung von Biomasse in optimierter Weise miteinander kombiniert werden.
Das Projekt "Nachwuchsgruppe: Innovative Konzepte zur Umformung und Modifizierung von Cellulose" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Friedrich-Schiller-Universität Jena, Institut für Organische Chemie und Makromolekulare Chemie, Kompetenzzentrum Polysaccharidforschung durchgeführt. Die Erforschung inerter, nicht-toxischer, preiswerter und recyclebarer Lösungsmittel für Cellulose ist eine der wichtigsten Möglichkeiten, diesen Rohstoff zu nutzen und für eine breite Verwendung zugänglich zu machen. Auf diesem Weg ist nicht nur die Formgebung (nanostrukturierte Materialien und selektive Membranen) von Cellulose in alternativen Systemen möglich, sondern auch die Überführung homogener Funktionalisierungsschritte, die eine breite Varianz an definierten Derivaten (Funktionspolymere) garantieren, in den industriellen Maßstab realisierbar. Ziel dieses Projektes war es daher, durch die Erforschung der Interaktionen von Modell-Cellooligomeren und von Cellulose mit Lösungen der Borsäure bzw. von Borsäureabkömmlingen einerseits und mit nichtderivatisierenden ionischen Flüssigkeiten andererseits, grundlegende Erkenntnisse zur Eignung derartiger Medien als neue Quell- und Lösungsmittel für Cellulose zu gewinnen. Als ionische Flüssigkeiten sollten vorrangig neue Imidazoliumsalze (mit 'aktivierenden' Anionen) als Lösungsmittel hinsichtlich Effizienz des Löseprozesses für Cellulose, erreichbarer Viskosität bzw. Abbau und der Einführung von Fehlstellen am Polymer charakterisiert werden. Im Falle borhaltiger Reagenzien standen neben Lösungen reiner Borsäure vor allem Boronsäuren und Borax im Fokus der Forschung. Damit kann ein breites Spektrum von Löse- und Quellmedien für das Biopolymer zugänglich gemacht werden, welches sowohl zur Regenerierung von Cellulose als auch zur homogenen chemischen Modifizierung insbesondere unter technischen Bedingungen einsetzbar ist. Viele der angestrebten Materialen und Verfahren stellen neue vermarktungsfähige Prozesse und Produkte dar.