Kohlenstoff ist das vielfältigste Element des Periodensystems. Viele nützliche Substanzen sind Kohlenstoffverbindungen. Darunter sind diverse Bau- und Werkstoffe wie Holz, Stroh und Papier, Arzneimittel, Lebensmittel und andere. In der Chemie ist es üblich, Kohlenstoffverbindungen generell als „organische Substanzen“ zu bezeichnen, selbst solche, die aus Erdöl oder Kohle produziert werden und der belebten Natur so völlig fremd sind, dass sie sich nicht biologisch abbauen lassen und das Leben vergiften. Mit dieser irreführenden Terminologie sollte Schluss sein. Es ist vielmehr sinnvoll, den Begriff der „organischen Substanzen“ auf solche Stoffe einzuschränken, die der belebten Natur entstammen. Man kann hier der Klarheit halber von echtorganischen Susbtanzen sprechen. Um diese geht es im folgenden; denn die „pseudo-organischen“ Substanzen wie Plastik aus Erdöl haben in einer nachhaltigen Ökonomie keinen Platz mehr, und sollten nicht mehr produziert werden.
Als Rohstoff für die Gewinnung des so vielseitig verwendbaren Kohlenstoffs bietet sich das Kohlenstoffdioxid (CO2) an, von dem sich derzeit eh zu viel in der Atmosphäre befindet und das Klima aus der Balance bringt (siehe „CO2 ist Rohstoff„). Grundsätzlich ist es denkbar, in einem technischen Verfahren CO2 aus der Luft mit grünem Wasserstoff zu reduzieren (d.h. dem CO2 den Sauerstoff zu entziehen). Aber man kann hier auch auf die Natur setzen, denn lebende Organismen, von Algen bis zu Bäumen, sind unübertrefflich darin, mittels erneuerbarer Energie (Sonnenlicht) CO2 in diverse nützliche organische Substanzen umzuwandeln.
Organische Substanzen eignen sich für eine Kaskadennutzung, d.h. Abfälle einer Nutzungsart lassen sich anderweitig nutzen. Die Hauptaufgabe der Landwirtschaft, also desjenigen Wirtschaftszweigs, der vorrangig organische Substanzen produziert, ist die Ernährung der Menschen. Dabei fallen Ernteabfälle an, wie etwa Stroh und andere nicht essbare Teile von Nahrungspflanzen. Diese lassen sich zum Teil als Bau- und Werkstoffe verwenden, oder als Syntheserohstoffe etwa für die Herstellung von Arzneimitteln und High-Tech-Werkstoffen für Produkte, für die Naturstoffe nicht die geforderten Materialeigenschaften mitbringen. Was dabei wiederum an Abfällen anfällt, lässt sich direkt als Brennstoff nutzen oder zu Biogas vergären, einem flexibel einsetzbaren Brennstoff. Der dabei anfallende mineralstoffreiche Rückstand ist ein wertvoller Dünger für die Landwirtschaft. Chemisch veränderte und daher nicht mehr biologisch abbaubare Stoffe, wie Carbonfasermaterialien, sollten nur dort eingesetzt werden, wo es nicht anders geht, und lassen sich am Ende einer möglichst langen Nutzungszeit verbrennen und die dabei anfallende Wärme nutzen. Am Ende der Nutzung organischer Materialien steht also in jedem Fall das CO2, das zu Anfang als Rohstoff für die Gewinnung der Matrialien eingesetzt wurde, und wieder in den Materialkreislauf zurückkehrt.
Weblinks
VDI-Zentrum Ressourceneffizienz: Kaskadennutzung
Umweltbundesamt: Biomassekaskaden
Wuppertal-Institut: Kaskadennutzung von nachwachsenden Rohstoffen