„Realizacja celów dotyczących ochrony klimatu będzie wymagała ograniczenia emisji CO2 na wielką skalę. CO2 jako surowiec jest odpowiedni tylko w wybranych zastosowaniach, dlatego wykorzystywanie go w takich przypadkach nie będzie miało decydującego wpływu na spowolnienie zmian klimatu” — podkreślił dr Martin Brudermüller, prezes Zarządu i dyrektor ds. technologii BASF SE. W poprzednich dekadach firma ograniczyła już znacząco emisję CO2, optymalizując procesy produkcyjne i zwiększając wydajność. Od 1990 roku BASF udało się obniżyć emisję gazów cieplarniach o 50% przy jednoczesnym dwukrotnym zwiększeniu produkcji. „Osiągnięcie dalszej znaczącej redukcji emisji CO2 będzie wymagało wprowadzenia zupełnie nowych technologii. Temu właśnie służy ambitny program badawczo-rozwojowy uruchomiony przez BASF” — powiedział Brudermüller.

Do przeprowadzania reakcji chemicznych niezbędna jest energia, dlatego największym źródłem emisji CO2 w przemyśle chemicznym są paliwa kopalne. Na przykład krakery parowe BASF, służące do rozkładu ropy naftowej na olefiny i węglowodory aromatyczne wykorzystywane w dalszej produkcji, wymagają rozgrzania do temperatury 850°C. Gdyby wykorzystywany do tego celu obecnie gaz ziemny udało się zastąpić energią elektryczną ze źródeł odnawialnych, emisję CO2 można by ograniczyć aż o 90%. Dlatego firma BASF zamierza w ciągu najbliższych pięciu lat opracować pierwszą na świecie koncepcję elektrycznego rozgrzewania krakerów parowych. Jednocześnie potrzebne są testy materiałów, na podstawie których można będzie wybrać stopy metali odpowiednie do zastosowania w takich wysokotemperaturowych reaktorach, także pod względem wytrzymałości na wysokie wartości prądu.
Znaczna ilość CO2 jest uwalniana także przy produkcji wodoru. Przemysł chemiczny zużywa ogromne ilości wodoru jako substratu reakcji. W BASF jest on wykorzystywany na przykład w syntezie amoniaku.

W przyszłości wodór będzie miał również duże znaczenie jako przyjazny dla środowiska nośnik energii oraz forma jej magazynowania. Dlatego firma BASF, wspólnie z kooperantami, opracowuje nowe procesy pozyskiwania wodoru z gazu ziemnego. Technologia ta polega na rozkładaniu gazu ziemnego bezpośrednio na wodór i węgiel. Pozyskiwany w ten sposób węgiel mógłby być wykorzystywany na przykład w hutnictwie stali lub aluminium. Piroliza metanu jest procesem relatywnie mało energochłonnym. Gdyby ta energia pochodziła z surowców odnawialnych, wodór można by produkować na skalę przemysłową bez emisji CO2.

Konieczność opracowania nowych katalizatorów
 
Olefiny, jako podstawowy i masowy półprodukt, stanowią ważny obszar, w którym BASF stara się rozwijać nowe niskoemisyjne procesy. Zastąpienie stosowanego obecnie krakingu parowego suchym reformingiem metanu mogłoby znacznie ograniczyć emisję CO2. Powstający w tym procesie gaz syntezowy jest następnie przekształcany w olefiny, z fazą pośrednią, którą stanowi eter dimetylowy. Naukowcom z BASF po raz pierwszy udało się zrealizować ten proces dzięki nowym, wysokowydajnym systemom katalizatorów. Nowa generacja katalizatorów jest wprowadzana na rynek we współpracy z firmą Linde. W zależności od dostępności surowca i energii elektrycznej wytwarzanej ze źródeł odnawialnych ten innowacyjna metoda może stanowić uzupełnienie lub alternatywę dla elektrycznego rozgrzewania krakerów parowych.

BASF prezentuje również nowe podejście do wykorzystywania CO2 jako surowca chemicznego, czyli metodę produkcji akrylanu sodu z etylenu i CO2. Akrylan sodu jest ważnym składnikiem superabsorbentów szeroko wykorzystywanych w pieluchach i innych produktach higienicznych. Klika lat temu naukowcom ze wspieranego przez BASF Laboratorium Badań nad Katalizą (CaRLa) przy Uniwersytecie w Heidelbergu po raz pierwszy udało się zamknąć cykl katalityczny w tej reakcji. W międzyczasie eksperci BASF poczynili ważne postępy w rozwinięciu tego procesu do skali przemysłowej oraz wykazali, że z powodzeniem można go wdrożyć na skalę laboratoryjną w małym zakładzie. W porównaniu z obecną metodą produkcji superabsorbentów opartą na polipropylenie CO2 mógłby zastąpić około 30% paliw kopalnych, o ile proces ten również w większej skali okaże się stabilny i odpowiednio mniej energochłonny.

Zobowiązanie do zaawansowanych badań w globalnym Verbund Know-How

Cztery opisane wyżej projekty reprezentują unikatowe portfolio tematów, którymi zajmują się jednostki badawcze BASF. Prowadzone prace dotyczą także przełomowych innowacji. BASF zamierza utrzymać poziom nakładów na badania i rozwój na tak samo wysokim poziomie, jak miało to miejsce w poprzednich latach. W 2017 roku nakłady te wyniosły 1,888 mld euro, a kwota za rok 2018 zostanie podana na dorocznej konferencji prasowej pod koniec lutego. BASF przygotowuje obecnie około 3000 projektów, w które zaangażowanych jest obecnie ponad 11 000 pracowników w ośrodkach badawczorozwojowych na całym świecie. Ważnym elementem Verbund Know-How jest sieć współpracy badawczo-rozwojowej z doskonałymi uczelniami, instytutami badawczymi i firmami.