→Springe direkt zum Inhalt

Büro für Technikfolgen-Abschätzung beim Deutschen Bundestag Büro für Technikfolgen-Abschätzung beim Deutschen Bundestag

Monitoring

Stand und Perspektiven der Katalysatoren- und Enzymtechnik

Themenbereich: Energie, Ressourcen, Umwelt
Analyseansatz: Monitoring
Themeninitiative: Ausschuss für Bildung, Forschung und Technikfolgenabschätzung
Status: abgeschlossen
Laufzeit: 1995 bis 1996

Das TAB wurde im Herbst 1995 beauftragt, im Rahmen eines Monitoring-Projektes für die Katalysatoren- und Enzymtechnik wissenschaftlich-technische Entwicklungen, wirtschaftliche Potentiale, mögliche gesundheitliche und öko-logische Folgen und Einsatzmöglichkeiten im Umweltschutz zu analysieren.

Katalysatoren sind unentbehrliche Werkzeuge in der chemischen Industrie, bei der Erdölverarbeitung und im Umweltschutz. So werden mehr als 75 % aller Chemikalien mit Hilfe von Katalysatoren hergestellt. Ohne technische Katalysatoren wäre die moderne Chemie nicht denkbar. Nur durch den Einsatz von Katalysatoren können bestimmte Produkte überhaupt hergestellt werden. Deutschland war und ist - allerdings nicht mehr in allen Bereichen - führend im Bereich der technischen Katalyse. Die Erforschung und Entwicklung klassischer technischer Katalysatoren erfolgt im wesentlichen in der Industrie und in direkter Kooperation zwischen Industrie und universitären Instituten. Für eher grundlagenorientierte Forschungen im Bereich der klassischen Katalyse stellt das BMBF schon seit mehr als 10 Jahren ca. 10 Mio. DM öffentlicher Fördermittel pro Jahr zur Verfügung.

Aufgrund verschärfter Umweltbestimmungen werden Katalysatoren zudem in großem Umfang zur katalytischen Nachverbrennung von Autoabgasen, industriellen Abgasen und geruchsintensiven Spurengasen verwendet. Technische Katalysatoren sind somit den klassischen »End-of-pipe-", aber auch den produktintegrierten Umweltschutztechnologien zuzuordnen. Spezifische Risiken, die von Katalysatoren ausgehen könnten, sind bislang kaum thematisiert worden.

Enzyme (Biokatalysatoren) sind hochmolekulare Eiweißverbindungen, die biochemische Umsetzungen in Organismen bewirken, katalysieren und koordinieren. Das Verständnis für die biochemischen, enzymatischen Reaktionen hat in den vergangenen Jahren sehr stark zugenommen. Ihr gezielter industrieller Einsatz wird immer stärker angestrebt und oft mit »sanfter Chemie« gleichgesetzt.

Von den schätzungsweise mehr als 7.000 in der Natur vorkommenden Enzymen haben bislang lediglich ca. 100 industrielle Relevanz. Der Großteil dieser Enzyme wird in Wasch- und Spülmitteln eingesetzt (ca. 35 % des Weltmarktes), es folgen die Stärkeverzuckerung, die Molkereiwirtschaft, die Pharmaindustrie (Medikamente und Diagnostika), die Getränkeindustrie (Bier, Wein), die Textilproduktion und die Backmittelherstellung. Der Weltmarkt für Enzyme beläuft sich auf 2-3 Mrd. DM.

Während die klassische Enzymtechnik, die meist mit intakten Mikroorganismen arbeitet, grundsätzlich positiv bewertet und ihr eine wesentliche Funktion für umweltschonende Produktionsweisen zugesprochen wird, hat sich in der Öffentlichkeit eine Debatte über die Risiken bei der breiten Anwendung von Proteinen entwickelt. Diskutiert werden u.a. mögliche Allergien auslösende Wir-kungen von Enzymen in Lebensmitteln, Kleidungsstücken und Reinigungslösungen sowie Gefahren für Umwelt und Gesundheit durch gentechnische Herstellung von Enzymen. Bereits über 90 % der Biokatalysatoren in Waschmitteln und Geschirrspülern werden gentechnisch hergestellt.

Um der Weite des Themas gerecht zu werden, wurden zwei Gutachten an das Fraunhofer Institut Systemtechnik und Innovationsforschung (ISI) und an das Instituts für angewandte Umweltforschung KATALYSE e.V. vergeben, die folgende Aspekte behandelten:

  • eine Analyse der Hauptentwicklungstrends im Bereich der Katalysator- und Enzymtechnik unter Berücksichtigung öffentlicher Förderprogramme,
  • die Beschreibung der wirtschaftlichen Potentiale der Bio- und chemischen Katalysatoren,
  • die Identifizierung von Chancen und Risiken bei einem verstärkten Einsatz von Enzymen und Katalysatoren mit einer
  • Vertiefung zu weiteren Einsatzmöglichkeiten von Katalysatoren und Enzy-men im Umweltschutz und in der produktions- und produktintegrierten Umwelttechnologie.
Zum Seitenanfang