Wer eine braune Bierflasche aufmacht, denkt kaum daran, was ihre Herstellung kostet. Nicht in Euro, sondern in CO₂. Allein in Deutschland stoßen die Glaswerke beim Schmelzen von Braunglas jedes Jahr rund 580.000 Tonnen des klimaschädlichen Gases aus. Das entspricht dem Jahresausstoß von etwa 77.000 Haushalten. Forschende der TU Bergakademie Freiberg arbeiten daran, das zu ändern.
Braunglas schützt Inhalt vor Licht. Deshalb stecken Bier, Medikamente und andere lichtempfindliche Produkte häufig in braunen Flaschen oder Gläsern. Bislang wird das Glas in riesigen Wannen bei bis zu 1.500 Grad Celsius mit Erdgas geschmolzen. Ein Team des Instituts für Glas- und Glastechnologie hat diesen Prozess jetzt im Labor auf Strom umgestellt. Rund 86 Prozent der CO₂-Emissionen könnten auf diese Weise eingespart werden.
Strom statt Gas – warum das so schwierig ist
Der Wechsel klingt einfach, ist er aber nicht. Das größte Problem liegt im sogenannten Cold-Top-Verfahren, das beim elektrischen Schmelzen eingesetzt wird. Dabei liegt eine Schicht aus kühlem, noch ungeschmolzenem Rohmaterial wie ein Deckel auf der glühenden Flüssigkeit darunter. „Das spart zwar massiv Energie, macht es aber deutlich komplizierter, die chemischen Reaktionen und das Entweichen von Gasen im Inneren präzise zu steuern", erklärt Projektleiter Dr. Khaled Al Hamdan.
Hinzu kommt die Farbe: Für das typische Braun braucht es einen speziellen Farbträger aus Natriumsulfat, Eisenoxid und Reduktionsmittel. Im elektrischen Verfahren verhielt sich dieser Farbträger lange unberechenbar. Die Farbe wurde nicht gleichmäßig, der Prozess instabil.
Durchbruch im Labormaßstab
Das Freiberger Team hat nun die richtige Mischung gefunden. Im Labor konnte das Team nachweisen, dass die Produktion von Braunglas in der vollelektrischen Schmelzanlage zuverlässig und in hoher Qualität möglich ist. Dr. Al Hamdan zufolge mussten die Forschenden die Mischung der Rohstoffe, die Zusatzstoffe für die Braunfärbung sowie die Temperaturführung neu abstimmen. Erst durch diese Anpassungen sei das elektrische Schmelzverfahren stabil und farblich zuverlässig geworden. Außerdem kann die benötigte Menge des Farbträgers halbiert werden.
Das Ergebnis überzeugt die Experten. „Wir konnten eine absolut konstante Farbe garantieren und gleichzeitig die sogenannte kalte Gemengedecke stabilisieren", sagt der Projektleiter. Jetzt geht es einen Schritt weiter. Das neue Verfahren wird gemeinsam mit Industriepartnern unter realen Bedingungen erprobt. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie hat das Projekt von 2023 bis 2026 gefördert.
