Fraunhofer-Leitprojekt »ShaPID« – Shaping the Future of Green Chemistry by Process Intensification and Digitalization
Fraunhofer-Leitprojekt »ShaPID« – Shaping the Future of Green Chemistry by Process Intensification and Digitalization

Green Metrics made by Fraunhofer

© Shutterstock/Composing Fraunhofer UMSICHT

Die 12 Principles of Green Chemistry bilden ein Rahmenwerk, auf dessen Basis Entwicklungen im Bereich der grünen Chemie vorangetrieben werden sollen. Die Anforderungen sind sowohl auf Produkte als auch auf deren Herstellungsprozesse ausgerichtet und zielen auf verbesserte Ressourcennutzung, bessere Energieeffizienz sowie Verringerung der Gefahren für Mensch und Umwelt ab. [Kreuder DeVinero-2017]1

Im Rahmen des ShaPID-Projektes werden diese 12 Prinzipien von Fraunhofer für die Nutzung in der grünen Chemie weiterentwickelt. Insbesondere folgende Aspekte finden dabei Berücksichtigung:

  • Die vorgelagerte Lieferkette für die Edukte der Reaktion wird auf Grundlage ihres kumulierten Energiebedarfs und ihres Carbon Footprint kategorisiert und für die Bewertung erfasst.
  • Erneuerbare Rohstoffe im Input werden feiner kategorisiert und um recycelte Rohstoffe erweitert. Damit können Unterschiede zwischen den genutzten Rohstoffen bei der Bewertung ebenfalls berücksichtigt werden können.

Ziel ist es, durch einfache und schnelle Berechnungen die Greenness von Prozessen und Produkten hinsichtlich verschiedener ökologisch relevanter Faktoren möglichst repräsentativ und objektiv abzuschätzen. Reale Phänomene und deren Bedeutung werden dabei ausreichend genau abgebildet. Dabei sind die Fraunhofer Green Metrics so konzipiert, dass sie benutzerfreundlich sind und ohne detaillierte Prozesskenntnisse angewendet werden können.

1 A. DeVierno Kreuder, T. House-Knight, J. Whitford, E., Ponnusamy, P. Miller, N. Jesse, R. Rodenborn, S. Sayag, M., Gebel, I. Aped, I. Sharfstein, E. Manaster, I. Ergaz, A. Harris, L., Nelowet Grice, ACS Sustainable Chem. Eng. 2017, 5 (4), 2927–2935. DOI: https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.6b02399

Die 12 Prinzipen der grünen Chemie

Die zwölf Grundprinzipen der grünen Chemie wurden 1998 von den Wissenschaftlern Paul Anastas und John Warner formuliert. Heute dienen sie den Forschenden als Basis für die Integration grenzwertorientierter Kennzahlen für die Analyse und Bewertung chemischer Prozesse. Ansätze aus dem Life Cycle Assessment und der VDI 4663 werden für die Integration von Handlungsempfehlungen in der Prozessgestaltung und im Betrieb eingesetzt.

  Chemie ist grün, wenn ...

Abfallvermeidung

 ... bei chemischen Verfahren möglichst keine Abfälle entstehen. Dies ist besser, als Abfallstoffe verarbeiten oder reinigen zu müssen.

Atomökonomie

 ... Synthesen so konzipiert sind, dass alle Ausgangsmaterialen maximal genutzt werden und sich im Endprodukt wiederfinden.

Ungefährlichere Synthesen

 ... die in chemischen Verfahren verwendeten oder erzeugten Substanzen für Mensch und Umwelt ungefährlich sind.

Sichere Chemikalien

 ... chemische Produkte ihre Funktion erfüllen und gleichzeitig möglichst ungiftig sind.

Sichere Lösungsmittel

 ... man auf Hilfsstoffe (Lösungsmittel, Trennmittel usw.) verzichten kann bzw. diese unschädlich sind.

Energieeffizienz

 ... für chemische Verfahren möglichst wenig Energie benötigt wird. Synthetische Methoden sollten möglichst bei Umgebungstemperatur und Normaldruck eingesetzt werden.

Nachwachsende Rohstoffe

 ... Rohstoffe für chemische Produkte so erneuerbar wie möglich sind.

Einfache Chemie

 ... Modifikationen von Molekülen minimiert werden. Unnötige Derivatisierung sollte möglichst vermieden werden, da solche Schritte zusätzliche Reagenzien erfordern und Abfälle erzeugen.

Katalyse

 ... effiziente Katalysatoren verwendet werden.

Abbaubarkeit

 ... chemische Produkte nach Gebrauch umweltfreundlich abbaubar sind, also zu harmlosen Abbauprodukten zerfallen.

Echtzeitanalyse

 ... durch Echtzeitkontrollen von chemischen Verfahren Schadstoffemissionen vermieden werden können.

Unfallverhütung

 ... Chemikalien verwendet werden, von denen kein Gefährdungspotenzial (wie Freisetzungen, Explosionen oder Brände) ausgeht.

Falls Sie eine Bewertung mit Hilfe des Life Cycle Assessments (Ökobilanz) wünschen, wenden Sie sich gerne auch an uns.

 

Kontakt Ökobilanz

Besteht Interesse an einem Screening auf ökotoxikologisch relevante Wirkungen oder an der regulatorischen Umweltrisikobewertung Ihrer Produkte, kontaktieren Sie uns gern.

Kontakt Screening