Innovation

Innovation als Treiber für mehr Nachhaltigkeit im Einklang mit den Nachhaltigkeitszielen der Vereinten Nationen (United Nations Sustainable Development Goals, SDGs) ist für Covestro ein Kernelement der Strategie und Teil der eigenen Identität. Unser Innovationsverständnis ist dabei weit gefasst: Wir bauen nicht nur auf die klassische Forschung und Entwicklung (F&E), sondern darüber hinaus auch auf das hohe Kreativitätspotenzial im gesamten Unternehmen. Wir ermutigen alle Mitarbeitenden, die Innovation bei Covestro voranzutreiben.

Auf allen Ebenen arbeiten wir in enger Abstimmung mit dem für Innovation verantwortlichen Vorstandsvorsitzenden daran, neue Produkte zu entwickeln, etablierte Produkte zu verbessern sowie Herstellungs- und Verarbeitungsverfahren zu optimieren, um unsere Position im globalen Wettbewerb zu halten und zu stärken. Auch Anwendungsbereiche sowie Geschäftsmodelle und -prozesse werden fortlaufend hinterfragt.

Innovation bei Covestro wird seit dem Geschäftsjahr 2021 in zwei Kernbereichen gebündelt: Zum einen betreiben wir geschäftsnahe F&E in den Geschäftseinheiten. Hier verfolgen wir spezifische, kurz- und mittelfristig ausgerichtete F&E-Themen.

Zum anderen befasst sich die Unternehmensfunktion Group Innovation überwiegend mit mittel- und langfristigen Themen rund um Nachhaltigkeit, Kreislaufwirtschaft und Digitalisierung. Darüber hinaus verantwortet Group Innovation die Bereitstellung einer global abgestimmten F&E-Infrastruktur und unterstützt die Geschäftseinheiten bei F&E. Die Verzahnung und Koordination der beiden Kernbereiche für Innovation erfolgt in konzernübergreifenden Steuerungsgremien unter dem Vorsitz des Vorstandsvorsitzenden.

Innovationsmanagement

Über unser konzernübergreifendes, systematisches Innovationsmanagement stellen wir sicher, dass unsere laufenden und geplanten Aktivitäten wie auch die Projektpipeline stets den Bedürfnissen unserer Abnehmerindustrien und Endverbrauchermärkte entsprechen. Covestro nutzt hierfür vielfältige Werkzeuge: So bewerten wir jedes F&E-Projekt nach einem standardisierten Verfahren und bringen die gewonnenen Erkenntnisse in laufende und künftige Projekte ein. Zur Diskussion und Bearbeitung von neuen, kreativen Ideen aus allen Teilen des Unternehmens steht die globale digitale Plattform „idea.lounge“ zur Verfügung. Unabhängig davon können Mitarbeitende in Deutschland eine weitere digitale Plattform namens „Covestro Ideenmanagement“ nutzen, über die im Rahmen des betrieblichen Vorschlagswesens alle Verbesserungsvorschläge verwaltet werden. In Innovationsveranstaltungen („Innovation Celebration“) zeichnen wir weltweit Projekte von Mitarbeitenden aus, die unser breites Innovationsverständnis widerspiegeln. Prämiert werden innovative Ideen in den Kategorien „Produkte und Anwendungen“, „Produktion und Produktionsprozesse“, „Geschäftsmodelle und Kommerzialisierung“, „Interne Geschäftsprozesse“ sowie „Patente und geistiges Eigentum“.

Nachhaltiges F&E-basiertes Innovationsportfolio

Covestro bringt bereits zahlreiche nachhaltige Lösungen auf den Markt und hat den Anspruch, künftig noch stärker an den SDGs ausgerichtete Produkte zu entwickeln und zu vermarkten. Um dies zu erreichen, stellen wir unser Produktportfolio kontinuierlich auf nachhaltigere Lösungen um, indem wir z. B. bereits in der Forschung und Entwicklung bewusst nach einem deutlich nachhaltigeren Projektportfolio streben. Diese Ausrichtung ermöglicht es uns, frühzeitig auch unkonventionelle und neuartige Ansätze zu identifizieren sowie zu untersuchen und somit durch unsere F&E-Produkte und -Technologien zur Erreichung der SDGs beizutragen.

UNSER ZIEL IM BEREICH INNOVATION

Stand 2021

54 %

der Projektkosten

2020: 51 %

Unser F&E-Projektportfolio soll im Einklang mit den SDGs stehen. Bis zum Jahr 2025 sollen 80 % der Projektkosten für Forschung und Entwicklung in Bereichen eingesetzt werden, die zum Erreichen dieser Ziele beitragen.

Im Einklang mit unserem ambitionierten Ziel setzen wir uns hohe Maßstäbe bei der Bewertung der Projekte. Daher ziehen wir nur solche Projekte für die Bemessung unseres Ziels in Betracht, die einen zusätzlichen Beitrag zur Erreichung der SDGs leisten. Um diesen zusätzlichen Beitrag zu messen, haben wir im Geschäftsjahr 2020 einen unternehmensweiten Bewertungsprozess innerhalb des bestehenden Innovationsprozesses implementiert, der den Fortschritt der Projekte überprüft. Im Rahmen dieses Prozesses wird jedes F&E-Projekt einer auf Interviews mit Fachleuten basierenden Bewertung unterzogen. Anhand von konkreten Fragen werden die Auswirkungen des Projekts und seiner Ergebnisse auf alle 17 SDGs beurteilt. Nur die Projekte, die die definierte Schwelle hinsichtlich des Grads ihres Beitrags zu den SDGs im Vergleich zu derzeit bestehenden Lösungen im Markt überschreiten, finden für unser Ziel Berücksichtigung. Im Berichtsjahr 2021 fand dieses Bewertungsschema für das F&E-Portfolio von Covestro Anwendung. In diesem Portfolio überschreiten rund 54 % und damit 40 Mio. € (Vorjahr: 51 % und 41 Mio. €) der F&E-Projektkosten die definierte Schwelle hinsichtlich des Grads ihres Beitrags zu den SDGs. Mit der RFM-Akquisition haben wir unsere F&E-Pipeline erweitert. Die Integration der F&E-Projekte von RFM in das Projektportfolio von Covestro wird erst im kommenden Berichtsjahr vollständig abgeschlossen sein. Daher berücksichtigt die genannte Kennzahl ausschließlich das vor der Integration bestehende F&E-Portfolio von Covestro.

Im Geschäftsjahr 2021 betrugen unsere gesamten F&E-Aufwendungen 341 Mio. € (Vorjahr: 262 Mio. €). Im Wesentlichen wurden die Mittel für die Erschließung neuer Anwendungslösungen für unsere Produkte sowie die Weiterentwicklung von Produkten und Prozesstechnologien verwendet. Zum 31. Dezember 2021 waren weltweit 1.477 Mitarbeitende* (Vorjahr: 1.205) in der Forschung und Entwicklung tätig. Die meisten von ihnen arbeiteten an den drei größten F&E-Standorten in Leverkusen, in Pittsburgh, Pennsylvania (USA), und in Shanghai (China).

Einsatz digitaler Technologien

Covestro treibt die Digitalisierung und die damit verbundenen neuen Möglichkeiten für die gesamte Wertschöpfungskette der Chemie- und Kunststoffindustrie entschieden weiter voran. Mit einem umfassenden strategischen Programm nutzt Covestro die Chancen der Digitalisierung, insbesondere durch die intelligente Verwendung von Daten, und setzt neue Standards in der Zusammenarbeit mit Kunden. Wir verankern zunehmend digitale Technologien und Arbeitsweisen in der Produktion, entlang der Lieferkette, in Forschung und Entwicklung, in den administrativen Funktionen, an allen Berührungspunkten mit Kunden sowie in der Entwicklung neuer Geschäftsmodelle. Zur Steuerung haben wir ein Entscheidungsgremium, das Digital Governance Body (DiGoB), unter Leitung des Vorstandsvorsitzenden eingerichtet, das stets den konkreten Nutzen für unsere Kunden als wesentliches Kriterium heranzieht. Ein weiterer Schwerpunkt im Berichtsjahr war ferner die Umstellung auf die Cloud-Technologie als Bereitstellungsform für Daten, Rechenleistung sowie vorgefertigte Dienste.

Mit dem „Digital Solutions Lab“ haben wir am Standort Leverkusen schon im vergangenen Jahr ein Fachteam für digitale Lösungen geschaffen, das fachliche Unterstützung bei der Entwicklung und Umsetzung digitaler Produkte und Geschäftsmodelle bietet. Als ein erstes Beispiel ist ein neuer Service in Betrieb genommen worden, der als Teil der CLUE(Competitors Landscape User Explorer)-Plattform den Vergleich von am Markt verfügbaren Produkten vereinfacht. Ein weiteres Fachteam beschäftigt sich mit Datenwissenschaft, Algorithmik, maschinellem Lernen (Machine Learning) und künstlicher Intelligenz (KI). Auf Basis der im Vorjahr eingeführten unternehmensweiten Plattform für Datenanalytik werden Anwendungsfälle entwickelt, operationalisiert und nach Möglichkeit skaliert.

Eine wichtige Initiative zur weiteren Ergebnisoptimierung unserer F&E-Aktivitäten ist die Erweiterung unseres Hochleistungsrechner-Clusters am Standort Leverkusen zur Schaffung neuer Rechenkapazität. Die digitale F&E nutzt auch die Flexibilität der Dienste der Cloud, um Machbarkeitsstudien und die frühe Entwicklung von Anwendungen und Modellen zu beschleunigen, die nahtlos in den lokalen Hochleistungsrechner-Cluster integriert werden können. Weiterhin arbeiten wir gemeinsam mit dem Start-up QC Ware Corp., Palo Alto, Kalifornien (USA), und dem Quantum-Artificial-Intelligence-Team von Google Ireland Ltd., Dublin (Irland), an der aufstrebenden Technologie „Quantum Computing“. Durch die Bereitstellung hierfür benötigter Soft- und Hardware können komplexe mathematische Probleme gelöst werden, die die Rechenkapazität gebrauchsüblicher Computer übersteigen.

Der Einsatz hochentwickelter Simulationstechniken zur Beschreibung chemischer Vorgänge und physikalischer Phänomene gehört bei Covestro zum Standard und trägt zur Beschleunigung der Entwicklung neuer oder verbesserter Produkte und Prozesse bei. Daher werden diese zunehmend von Covestro selbst entwickelt. Außerdem wurde eine globale, konzernübergreifende Wissensplattform (R&D Knowledge Platform) aufgebaut, die einen einfachen Zugang zu allen Versuchsergebnissen der letzten Jahre sowie aktuellen Daten aus allen F&E-Bereichen ermöglicht. Darüber hinaus sind Sensordaten ausgewählter Produktions- und Verarbeitungsanlagen enthalten. Dadurch können datengesteuerte Erkenntnisse zur Beschleunigung der Produktentwicklung und zur Verbesserung der Produktion gewonnen werden. Covestro verstärkt außerdem seine Bemühungen, die Datenqualität und die Datenerfassungsprozesse für die Entwicklung von Algorithmen zu optimieren. Dies hilft bei der Vorhersage von Materialeigenschaften, der Produktentwicklung sowie dem besseren Verständnis von Zusammenhängen.

Im Rahmen der Labordigitalisierung implementieren wir Prozesse, um eine freihändige Dokumentation über Spracherkennung und die automatisierte Datenerfassung von Laborhardware zu ermöglichen. Damit sollen sowohl die Datenqualität als auch die Arbeitssicherheit gesteigert werden. Gleiches gilt für die automatische Erfassung von Verarbeitungsdaten von Anlagen. So können bspw. in der Prozesskontrolle ungewöhnliche Vorkommnisse schneller erkannt werden. Auch in der Produktion arbeiten wir weiterhin mit Datenanalysen und investieren stetig in Mitarbeitende und Infrastruktur, um die Digitalisierung konsequent voranzutreiben und so die Effizienz von Arbeits- und Produktionsprozessen mithilfe moderner Datenverarbeitung und der intelligenten Verknüpfung von Systemen zu erhöhen. Zusätzlich wird ein zentrales und standardisiertes System (Covestro Monitoring Platform) geschaffen, das bspw. eine kosteneffiziente und vorausschauende Wartung (Predictive Maintenance) von Apparaten und Anlagen ermöglicht.

Strategische Partnerschaften und Kooperationen

Durch interne Aktivitäten und externe Kooperationen mit strategischen Partnern aus Industrie und Wissenschaft will Covestro die Effizienz seiner Forschung steigern. Bilaterale Kooperationen sowie die Zusammenarbeit in großen, öffentlich geförderten Konsortien prägen die Partnerschaften mit Forschungseinrichtungen und Universitäten sowie Unternehmen entlang der Wertschöpfungskette.

Im Geschäftsjahr 2021 baute Covestro den Covestro-Venture-Capital(COVeC)-Ansatz weiter aus und investierte in das Unternehmen QC Ware Corp., Palo Alto, Kalifornien (USA), einen führenden Entwickler von Quantenalgorithmen. Covestro arbeitet seit dem Jahr 2020 mit einem Quantenchemie-Team von QC Ware Corp. zusammen, wodurch bereits u. a. zwei Patente zu grundlegenden Techniken für die Quantencomputersimulation in der Chemie entwickelt wurden. Durch die Investition soll die Forschung an Quantenalgorithmen für die Simulation von Chemikalien intensiviert und die langfristige Partnerschaft mit QC Ware Corp. gesichert werden.

Covestro pflegt langjährige und strategische Partnerschaften mit verschiedenen Universitäten. Dazu gehören die RWTH Aachen University, die Tongji-Universität in Shanghai (China) und die Carnegie Mellon University in Pittsburgh, Pennsylvania (USA).

Überblick über die drei wichtigsten Kooperationen mit Universitäten

Mit der RWTH Aachen University ist das vom Bundesland Nordrhein-Westfalen geförderte Inkubationszentrum „QuinCAT – Quick Incubation in Catalysis“ mittlerweile im Bau und wird im Jahr 2022 seinen Betrieb aufnehmen. Dort sollen chemische Ideen so weiterentwickelt werden, dass sie im nächsten Schritt eine Gesellschaftsgründung (Start-up-Gründung) ermöglichen. Covestro berät bei diesem Prozess und wird bei Inkrafttreten des Lenkungsausschusses durch unseren Vorstandsvorsitzenden vertreten.

Gemeinsam mit 21 Partnern aus neun Ländern, u. a. der RWTH Aachen University, wurde im Jahr 2021 das geförderte Verbundprojekt „CIRCULAR FOAM“ ins Leben gerufen, das von Covestro koordiniert wird. Ziel ist es, den Materialkreislauf für Polyurethan-Hartschaumstoffe zu schließen. Diese tragen als Dämmmaterial in Kühlgeräten und Gebäuden zu einer deutlichen Steigerung der Energieeffizienz bei. Bislang fehlt es jedoch an einem koordinierten Abfallmanagement und geeigneten Recyclingverfahren. Im Rahmen des Projekts soll in den nächsten vier Jahren ein umfassendes Lösungsmodell entwickelt und die europaweite Umsetzung dieses Konzepts vorbereitet werden. Dadurch könnten ab dem Jahr 2040 in Europa jährlich 1 Mio. t Abfall, 2,9 Mio. t Kohlenstoffdioxid(CO₂)-Emissionen und 150 Mio. € an Verbrennungskosten eingespart werden. Das Projekt wird durch das Forschungs- und Innovationsprogramm „Horizon 2020“ der Europäischen Union gefördert.

Zur Schließung der Kohlenstoffkreisläufe bieten elektrochemische Prozesse zudem einen guten Ansatzpunkt für zukunftsweisende, zirkuläre Lösungen für eine energieeffiziente Herstellung von Basischemikalien. Hierzu hat Covestro gemeinsam mit der RWTH Aachen University und dem Forschungszentrum Jülich das Kompetenzzentrum Industrielle Elektrochemie ELECTRA am Standort Aachen weiter ausgebaut. Am Standort Aachen wurden Anlagen in Betrieb genommen, während sich am Standort Jülich ein Forschungsgebäude im Bau befindet. Im Kompetenzzentrum ELECTRA wird an effektiveren, belastbareren, langlebigeren und sichereren Elektrolyseuren geforscht.

Ein weiteres Beispiel für die Zusammenarbeit in Verbundprojekten ist das Kopernikus-Projekt „Power-to-X“ (P2X), das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert wird. Für ein klimaneutrales Deutschland im Jahr 2050 benötigen die Bereiche Verkehr, Industrie und Wärmeerzeugung emissionsarme Lösungen. P2X untersucht einen der vielversprechendsten Ansätze: Technologien, die erneuerbaren Strom in andere Energieformen oder Materialien umwandeln, z. B. in Kraftstoffe, Wärme und Gase oder in chemische Rohstoffe und Kunststoffe. Covestro untersucht hier mit Partnern, wie Wasserstoff und CO₂ in Polymer-Bausteine umgewandelt werden können, die in der Chemieindustrie dringend benötigt werden. Dabei liegen nun vielversprechende chemische Intermediate vor, die für Polyurethan- und Beschichtungsanwendungen getestet werden. Weiterhin prüft Covestro die Teilnahme an der dritten Förderphase von „Kopernikus Power-to-X“ mit einen Konzept zur chemischen Skalierung dieser Substanzklasse.

Um den Ausbau der CO₂-Technologieplattform weiter voranzutreiben, koordiniert Covestro seit dem Jahr 2017 das von der Europäischen Union geförderte Forschungsprojekt „Carbon4PUR“. Gemeinsam mit 13 weiteren europäischen Partnern aus Industrie und Wissenschaft wurde die Nutzung industrieller Abgase wie Kohlenstoffmonoxid als neue Rohstoffquelle zur Produktion von Dämmstoffen und Lacken untersucht. Ein zentraler Erfolg von „Carbon4PUR“ ist die Identifizierung neuartiger Katalysatoren, die die Herstellung neuer Polyole ermöglichen. Mithilfe dieser Katalysatoren ist es den Forschungspartnern gelungen, Polyole unter Einsatz von kohlenstoffmonoxidhaltigen Gasgemischen im Labormaßstab herzustellen. In dem neuartigen Vorprodukt konnten 27 % Kohlenstoffmonoxid (CO) gebunden werden. Ökologisch wie ökonomisch wurde die neue Technologie als vorteilhaft bewertet und erfolgreich im semiindustriellen Maßstab umgesetzt. Unsere Partner konnten erste Anwendungsbeispiele demonstrieren: Der Kunststoffhersteller Recticel, Brüssel (Belgien), und der Chemiekonzern Megara Resins, Megara (Griechenland), haben beide jeweils Produkttests durchgeführt.

In Zusammenarbeit mit Circularise, Den Haag (Niederlande), und DOMO Chemicals, Leuna, engagiert sich Covestro im Projekt „Circularise Plastics“, um einen offenen Blockchain-Standard für die Etablierung eines Datenaustauschprotokolls zu entwickeln. Damit sollen sich Materialien entlang der Wertschöpfungskette identifizieren lassen, sodass am Ende der Lebensdauer eines Produkts die bestmögliche Verwertung bestimmt werden kann. Die Besonderheit ist, dass hinterlegte Informationen nur für diejenigen zugänglich sind, die auch ein berechtigtes Interesse haben, sodass sensible Produktinformationen geschützt bleiben. Basierend auf dem Erfolg der ersten Kooperationsaktivitäten erweitert Covestro außerdem Pilotprojekte mit der Dr. Ing. h. c. F. Porsche AG, Stuttgart, sowie anderen Erstausrüstern, um die Rückverfolgbarkeit des CO₂-Fußabdrucks und weitere Nachhaltigkeitskennzahlen entlang der Lieferkette für eingesetzte Materialien und Produkte zu ermöglichen und mittels Blockchain-Technik zu digitalisieren.

Prozesstechnologie

Ein weiterer wesentlicher Treiber für Innovationen bei Covestro ist die Prozesstechnologie. Um das daraus entstehende Potenzial optimal zu nutzen und die herausfordernden strategischen Ziele in Hinblick auf Wettbewerbsfähigkeit, nachhaltiges Wachstum und Kreislaufwirtschaft bestmöglich zu begleiten, wurden alle entsprechenden Aktivitäten im Geschäftsjahr 2021 in der Unternehmensfunktion Process Technology zusammengefasst. Diese trägt die globale Verantwortung für die Verfahrenstechnik in der Produktion von Covestro und unterstützt das operative Geschäft in den Segmenten. Im Mittelpunkt stehen die Optimierung unserer Produktionsverfahren, das Prozessdesign für neue Produktionsanlagen, die Entwicklung von neuen Prozesstechnologien sowie die Skalierung neu entwickelter Produkte auf einen industriellen Maßstab. Wesentliche Erfolgsfaktoren sind dabei der Erhalt und die konsequente Weiterentwicklung der Technologiekompetenzen von Covestro mit klarem Fokus auf unsere Mitarbeitenden, die erfolgreiche Vernetzung mit internen und externen Partnern sowie die Digitalisierung in Produktion und Technik.

In den vergangenen Jahren haben wir eine Vielzahl disruptiver Prozesse zur technologischen Reife entwickelt und implementiert, die insbesondere die Ressourcen- und Energieeffizienz signifikant verbessert haben. So konnten bspw. durch die Entwicklung der Gasphasenphosgenierung von Toluylen-Diisocyanat (TDI) an den Standorten Dormagen und Shanghai (China) ein bis zu 60 % geringerer Energieverbrauch sowie die Reduktion der CO₂-Emissionen im Vergleich zum konventionellen Verfahren um 60.000 t / Jahr erzielt werden. Exemplarisch zu nennen ist hier außerdem die Sauerstoffverzehrkathoden-Technologie zur Herstellung von Chlor. Diese Technologie wird aktuell auch beim Bau der neuen Chlor-Alkali-Anlage am Standort Tarragona (Spanien) umgesetzt und ist am Standort in Krefeld-Uerdingen bereits im Einsatz. Dort konnten in unserem Elektrolyse-Betrieb im Geschäftsjahr 2021 umgerechnet mehr als 4.400 t CO₂ eingespart werden.

Weiterhin stellen die cardyon®-Technologie zur Herstellung von CO₂-haltigen Polyetherpolyolen sowie das Recycling von salzhaltigem Prozessabwasser in der Herstellung von Polycarbonat nennenswerte Beispiele dar. Abschließend ist hier die kürzlich erstmals in einer Demonstrationsanlage in Brunsbüttel in Betrieb genommene neuartige Technologie auf Basis der adiabat-isothermen Phosgenierung (AdiP) zur Herstellung unseres Schlüsselprodukts Diphenylmethan-Diisocyanat (MDI) zu nennen. Mit dieser Technologie können bis zu 40 % Wasserdampf und 25 % Strom pro Tonne Produkt eingespart werden. Der CO₂-Ausstoß wird so um bis zu 35 % verringert. Der Schutz unseres geistigen Eigentums wird dabei durch ein breites Patentportfolio sichergestellt.

Ferner wurden jüngst wichtige Durchbrüche bei der Entwicklung von Verfahren zur Herstellung von biobasiertem Anilin und weiteren CO₂-basierten Polymeren sowie bei der Verfahrensoptimierung und Portfolioerweiterung von Produkten, die aus biobasiertem Pentamethlyendiisocyanat (PDI) hergestellt werden, erzielt. Auch bei der Entwicklung neuer Technologien für das Recycling von Kunststoffen wurde im Geschäftsjahr 2021 ein wichtiger Meilenstein mit der erfolgreichen Inbetriebnahme einer Pilotanlage am Standort Leverkusen zum chemischen Recycling von Polyurethan-Weichschaumstoffen, die bspw. in Matratzen Anwendung finden, erreicht.

Innovationen in den Segmenten

Innovationen im Segment Performance Materials

Im Segment Performance Materials arbeiten wir laufend daran, unsere Produkte mit neuen Rohstoffen und verbesserten Prozessen als Industriestandards in den etablierten Anwendungen weiterzuentwickeln. Hierbei liegt ein besonderes Augenmerk auf den Kernanwendungen Polyurethan-Hartschaum und -Weichschaum für die Dämmstoff-, Möbel- und Automobilindustrie. Basierend auf den Markterfordernissen optimieren wir unsere Produkte in ihren Anwendungen über den gesamten Lebenszyklus. Die verschiedenen Innovationsabteilungen und Unternehmensfunktionen arbeiten hierbei länderübergreifend zusammen, um Prozessverbesserungen, bspw. zur Einsparung von Energie und Produktionskosten, sicherzustellen.

Hier sei das neue Verfahren zur Herstellung von langkettigen Polyethern mit höherem Füllstoffgehalt für Weichschäume mit verbesserten Eigenschaften genannt. Der Einsatz des Produkts führt zu einer höheren Festigkeit bei ebenfalls erhöhter Luftdurchlässigkeit. Darüber hinaus fanden die anwendungstechnische Begleitung einer energiesparenden Herstellung von MDI in Brunsbüttel (AdiP-Prozess) und die Verwendung des Produkts in Standardanwendungen wie polymeren MDIs für Hartschäume und Spezialitäten statt.

Um den Übergang in eine zirkuläre Wirtschaft zu ermöglichen, liefern wir Ressourcen und Beiträge für die Grundlagenforschung und ermöglichen die Skalierung in industriellem Maßstab. Die zuvor erwähnte Verwendung von CO₂ als Rohstoff, z. B. für cardyon®, und die Unterstützung von Kooperationsprojekten wie „Carbon4PUR“ sind zwei beispielhaft zu nennende Aktivitäten.

Ein weiterer Fokus liegt auf der Unterstützung der Entwicklung von neuen digitalen Werkzeugen für die F&E-Funktionen aller Geschäftseinheiten und deren Implementierung bei unseren Kunden. Hier geht es zum einen um effizientere Arbeitsabläufe im Labor und zum anderen um die effizientere Entwicklung neuer Polyurethan-Produkte.

Innovationen im Segment Solutions & Specialties

Das Segment Solutions & Specialties bedient eine Vielzahl spezialisierter Industrien und hat im Berichtsjahr 2021 gemeinsam mit unseren Kunden und Partnern verschiedene Innovationen eingeführt und umgesetzt, die sich auf Effizienz, Nachhaltigkeit und die Förderung unseres Spezialitätengeschäftes konzentrieren.

Als wichtigen Schritt zur Verwirklichung unserer Vision, uns vollständig auf die Kreislaufwirtschaft auszurichten, haben wir in diesem Jahr den ersten klimaneutralen* Polycarbonat-Kunststoff von Covestro eingeführt. Dies konnte durch die Einführung von massenbilanzierten Rohstoffen erreicht werden, die aus Bioabfällen und Reststoffen** stammen und unter Einsatz erneuerbarer Energien produziert wurden. Bei der Bewertung der Klimaneutralität wurde zum einen die Massenbilanzierungsmethode angewandt, bei der der prozentuale Anteil des Einsatzes von alternativen Rohstoffen beim Herstellungsprozess den Polycarbonat-Kunststoffen zugeordnet wird. Darüber hinaus werden im Herstellungsverfahren der massenbilanzierten Produkte erneuerbare Energien zum Einsatz gebracht, sodass der CO₂-Fußabdruck***, bei dem der Produktabschnitt von der Ressourcengewinnung über die Herstellung des Produkts bis zur Ablieferung am Werktor Betrachtung findet, als klimaneutral bewertet werden konnte. Die Covestro-Produktionsstandorte Krefeld-Uerdingen (Deutschland), Antwerpen (Belgien) und Shanghai (China) sind bereits für die Produktion der massenbilanzierten Produkte nach dem „ISCC PLUS“-Verfahren zertifiziert. Ermöglicht durch den sogenannten Drop-in-Ansatz können fossile Rohstoffe sukzessive ersetzt werden, ohne dass bestehende Prozesse oder Arbeitsabläufe geändert werden müssen. Die Produkte behalten dieselbe Qualität und Leistung wie Polycarbonate auf fossiler Basis.

Mit den Decovery®-Produkten haben wir außerdem eine Reihe teilweise biobasierter Harze für Industrie-, Architektur- und Verpackungsanwendungen entwickelt. Diese Produkte basieren auf nachwachsenden Rohstoffen und weisen gegenüber fossilen Rohstoffen einen geringeren CO₂-Fußabdruck auf, während sie gleichzeitig über bessere Eigenschaften verfügen, wie z. B. stärkere Haftungseigenschaften. Damit bilden sie eine solide Grundlage für hochwertige Farben, Holzfußböden, Verkleidungen, Klebstoffe, Barrierebeschichtungen oder Decklacke. Somit können unsere Kunden ihre Umwelt- und Nachhaltigkeitsverpflichtungen erfüllen und gleichzeitig vollständig biobasierte Materialien verwenden. Ein Beispiel hierfür ist die Entwicklung einer biobasierten Acryl-Papier-Barrierebeschichtung, die Kunststoffschichten von Papierverpackungen ersetzt und vom Forschungsinstitut Papiertechnische Stiftung (PTS), Heidenau, als vollständig recycelbar zertifiziert wurde.

Der Einsatz fossiler Rohstoffe kann auch in der Herstellung von Holzlacken für Möbel reduziert werden. Die Möbelindustrie ist bei der Einführung wasserbasierter Lösungen als Alternative zu herkömmlichen lösungsmittelhaltigen Produkten Vorreiter. Mithilfe des teilweise biobasierten Härters Bayhydur® 701-90 kann die Nachhaltigkeit von Möbeln verbessert werden, ohne dass die Leistungsfähigkeit der Lacke gemindert wird.

Ebenso sind bereits biobasierte Polyester für Ein-Komponenten(1K)-Einbrennsysteme auf dem Markt erhältlich. Allerdings war der thermisch aktivierte Polyurethan-Härter bisher der limitierende Faktor, wenn es darum ging, den Bioanteil zu maximieren und gleichzeitig eine hohe Leistung zu erzielen. Covestro hat mit Desmodur® BL 7175 den ersten teilweise biobasierten, thermisch aktivierten Polyurethan-Härter auf Basis eines alternativen Isocyanats auf den Markt gebracht. Neben einem höheren Anteil erneuerbarer Energien in Einbrennsystemen bietet das Produkt eine höhere Leistung im Vergleich zu Standardtypen.

In Kooperation mit unseren Rohstofflieferanten haben wir darüber hinaus unser Portfolio um die teilweise biobasierten Polycarbonat-Folien Makrofol® und Platilon® aus thermoplastischem Polyurethan erweitert, die insbesondere in der Textil- und Konsumgüterindustrie eingesetzt werden. Auch unser neu entwickeltes Desmopan®-EC-Sortiment enthält mit einem Anteil von bis zu 60 % Kohlenstoff aus Biomasse. Im Vergleich zu thermoplastischen Polyurethanen auf fossiler Basis kann der CO₂-Fußabdruck ohne Abstriche bei Qualität oder Leistung um mehr als 20 % reduziert werden. Auf Basis dieser Technologie wurde zusammen mit einem Kunden eine biobasierte Schaumstoffzwischensohle für einen neuen Outdoor-Trail-Schuh entwickelt.

In enger Zusammenarbeit mit Partnern in der Wertschöpfungskette im Bereich Windkraftanlagen, einschließlich des Windturbinenherstellers Xinjiang Goldwind Science & Technology Co., Ltd., Urumtschi (China), haben wir eine komplette umweltfreundliche Beschichtungslösung entwickelt, die sich durch geringe Emissionen von flüchtigen organischen Verbindungen (Volatile Organic Compounds, VOC) und eine lange Lebensdauer auszeichnet. Sie besteht aus einer lösungsmittelfreien Gelbeschichtung, einem wässrigen Zwei-Komponenten(2K)-Decklack und einer Schutzbeschichtung auf Polyaspartic-Basis für die Vorderkante. Diese Lösung wurde mit dem JEC-Innovationspreis 2021 prämiert, der seit 25 Jahren eine führende Auszeichnung für die Entwicklung und Anwendung von Verbundwerkstoffen ist.

Im Bereich Haushaltsgeräte adressieren neueste Entwicklungen bei Polyurethan-Hartschäumen für die Kühlkette aktuelle technische und regulatorische Herausforderungen der Erstausrüster. Ziel ist es, Nachhaltigkeit und Dämmleistung der Schäume zu verbessern sowie die Wirtschaftlichkeit bei der Kühlgeräteherstellung zu steigern. Auf Basis verbesserter Polyole, Isocyanate und Katalysatoren kann eine schnellere Entformung der Kühlgeräte bei den üblichen Wanddicken erreicht werden, was eine höhere Produktivität in der Fertigung bedeutet. Auch unsere Baymer®-Hartschaumsysteme, die ein wesentlicher Bestandteil für die Herstellung von Metallverbundelementen sind, kommen im Bereich der Haushaltsgeräte und in der Bauindustrie zur Anwendung. Ein Ziel bei der Entwicklung besteht darin, die inhärente Flammwidrigkeit zu verbessern, um höhere Brandklassifizierungen zu erreichen. Ein weiterer Fokus liegt auch hier auf der Verbesserung der Nachhaltigkeit der Polyurethan-Kernmaterialien: halogenfreie Hartschaumsysteme, die auf Basis nachhaltiger Rohstoffe entwickelt werden.

Auf unserem Weg zur Kreislaufwirtschaft haben wir zudem unser Portfolio an Elastomeren auf cardyon®-Basis weiterentwickelt und eine Alternative zu unseren bewährten TDI-Amin-Typen gefunden. Letztere bietet Verbesserungen im Hinblick auf Gesundheits- und Umweltschutz.

Neben dem Ziel der Ausrichtung auf die Kreislaufwirtschaft sind verbesserte industrielle Hygienestandards sowie die Erfüllung neuer EU-Sicherheitsstandards entlang der gesamten Wertschöpfungskette von hoher Relevanz. Dabei steht insbesondere eine verbesserte Arbeitsplatzsicherheit für die in die Herstellung und Anwendung involvierten Mitarbeitenden im Fokus. Die Hochleistungsvernetzer für Beschichtungen und Klebstoffe Desmodur® ultra und Bayhydur® ultra von Covestro können direkt in den aktuellen Formulierungen unserer Kunden eingesetzt werden. Durch eine weitere Reduzierung des Restmonomergehalts unter Einhaltung der Europäischen Verordnung zur Registrierung, Bewertung, Zulassung und Beschränkung von Chemikalien (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals, REACH) eröffnen sie unseren Abnehmern das Potenzial erhöhter Produktsicherheit, während die Leistung derjenigen herkömmlicher 2K-Polyurethan-Lacke entspricht.

Mit der Übernahme von RFM konnten wir auch die Vernetzer-Plattformen beider Bereiche zusammenführen. Insbesondere die Produktfamilie NeoAdd™ PAX bietet dank ihres einzigartigen chemischen Designs eine hervorragende Beständigkeit gegen Chemikalien und Wasser sowie eine ausgezeichnete Haftung auf einer Vielzahl von Substraten und erfordert keine Erwärmung nach der Anwendung. Dadurch kann eine höhere chemische Beständigkeit bei geringerer Dosierung erreicht werden. Dabei ist das Produkt REACH-konform und reduziert aufgrund seines Profils die Kennzeichnungsanforderungen im Vergleich zu anderen Produkten der gleichen chemischen Klasse. Gemeinsam mit mehreren Industriepartnern führt Covestro diese neue VernetzerProduktfamilie erfolgreich in der Verpackungs-, Industrieholz- und Lederveredelungsindustrie ein.

Durch den zunehmenden Anteil von Elektrofahrzeugen verändern sich die Anforderungen der globalen Mobilitäts- und Energiemärkte an Eigenschaften und Design von Elektronikanwendungen. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, haben wir auch unsere Produkte weiterentwickelt. Ein Beispiel ist das leichte Bayblend®-Polycarbonat-ABS-Gemisch als bedarfsgerechte Lösung für verschiedene Batteriemodule, wie z. B. Zellhalter. Es bleibt sowohl bei niedrigen als auch hohen Temperaturen stabil und gewährleistet somit eine optimale Betriebseffizienz. Außerdem erfüllt es die Anforderungen an die Flammwidrigkeit. Covestro und das Unternehmen EVBox B. V., Amsterdam (Niederlande), haben den Einsatz von Polycarbonat aus massenbilanzierten Bioabfällen und Reststoffen für Elektroladestationen evaluiert. EVBox B. V. wird Makrolon® RE voraussichtlich im Jahr 2022 in Ladestationen für den europäischen Markt einführen.

Auf der weltweit führenden Kunststoffmesse, der „K 2016“, hat Covestro seine Vision einer nahtlosen funktionalen Fahrzeugfront vorgestellt, die im Jahr 2020 in einem Elektrofahrzeug unter Verwendung unseres Polycarbonat-Produkts Makrolon® Realität wurde. Aus diesem Material hat Covestro ein innovatives Autoscheinwerferkonzept entwickelt. Im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen kommt das neue modulare Design mit weniger Einzelteilen aus und reduziert Montageschritte, Platzbedarf und Kosten. Insgesamt kann der neue Scheinwerfer-Prototyp über 1,5 Kilogramm Gewicht einsparen und trägt somit zu einer Verringerung der Emissionen und einer größeren Reichweite des Fahrzeugs bei. Dank des modularen Aufbaus des Scheinwerfers und der Nutzung eines einzigen Kunststofftyps sinkt auch der Aufwand für die Trennung, Sortierung und Lagerung im Rahmen des Recyclings. Daneben werden künftig auch Technologien zur Abstands- und Geschwindigkeitsmessung sowie Kameras in die Fahrzeugscheinwerfer integriert. Dies erfordert den Einsatz wärmeleitender Materialien, um die von der Elektronik und den Lichtquellen erzeugte Wärme abzuführen. Mit Makrolon® kann das Wärmemanagement direkt im Gehäuse des neuen Scheinwerferkonzepts erfolgen.

Im Automobilbereich werden zunehmend sogenannte Head-up-Displays verwendet, die Bilder und Informationen in das Sichtfeld des Nutzers projizieren. Für die dabei verwendete Fernfeldprojektion hat Covestro seine Zusammenarbeit mit dem Unternehmen WayRay AG, Zürich (Schweiz), einem Technologiehersteller für Augmented-Reality-Produkte, ausgebaut. Die holografischen optischen Elemente, die WayRay mit der Photopolymer-Folie Bayfol®HX von Covestro entwickelt hat, ermöglichen es, unabhängig von der Distanz zum Objekt vollständig in die virtuelle Realität einzutauchen; gleichzeitig wird das benötigte Volumen für die verwendete Projektionseinheit reduziert. Bayfol®HX ist auch Teil einer Kooperation von Covestro mit dem Unternehmen Meta Materials Inc., Dartmouth (Kanada), das auf das Gießen von Linsen spezialisiert ist. Ziel ist es, mithilfe bewährter Technologien Bayfol®HX direkt in verschreibungspflichtige Brillen für erweiterte Realität (Augmented Reality) einzubauen. Diese hochintegrierte Lösung kombiniert eingebettete Funktionselemente mit vorgeformten Korrekturgläsern.

Für den Gesundheitsmarkt konzentriert sich Covestro auf die Entwicklung von Anwendungslösungen, die die wachsende Nachfrage nach Medizindienstleistungen weltweit bedienen. Dies steht in direktem Zusammenhang mit den SDGs – denn die Produkte verbessern den Zugang zu medizinischen Leistungen in Schwellenmärkten. Beispiele dafür sind die Verwendung von Makrolon® in neuen Diagnostiktests zum Nachweis einer Coronavirus-Infektion und die Nutzung von Apec® in einem Neudesign von Atemmasken.

Elektronische Pflaster, die am Körper getragen werden, sind bereits in vielen Bereichen der Medizin, u. a. zur Patientenüberwachung und -diagnose, im Einsatz und gewinnen im Zuge der zunehmenden Digitalisierung des Gesundheitswesens an Bedeutung. Die Pflaster ermöglichen eine Vielzahl von Anwendungen zur Überwachung der Vitalparameter und bieten Bewegungsfreiheit für in medizinischer Behandlung Befindliche. In Zusammenarbeit mit dem Unternehmensbereich Accensors der InnoME GmbH, Espelkamp, hat Covestro mit der thermoplastischen Polyurethan-Folie Platilon® sowie dem thermoverformbaren Schaum Baymedix® ein neues Konzept für elektronische Pflaster mit zwei Elementen entwickelt: einem nicht wiederverwendbaren Element (Disposable Patch) inkl. Sensoren, das mit einem Kleber auf die Haut aufgebracht und nur einmal verwendet wird, und einem wiederverwendbaren Element (ReUse Patch), in dem die gesamte Elektronik verbaut ist (z. B. Messtechnik und Stromversorgung).

Für die Elektronikindustrie wurden neue Materialien eingeführt, die hervorragende nichtleitende, mechanische und witterungsbeständige Eigenschaften aufweisen und sich deshalb besonders für das 5G-Netz und das Internet der Dinge eignen. Mit einem wachsenden Portfolio wiederaufbereiteter Kunststoffe können Kunden ihre eigenen Nachhaltigkeitsziele erreichen und gleichzeitig hohe Materialstandards einhalten. Für Anwendungen wie Hochgeschwindigkeitsnetzwerke wurden Wärmemanagementlösungen entwickelt, die zur Gewichtsreduktion und Komplexitätsminderung bei gleichzeitiger Verbesserung der Langlebigkeit, der Recyclingfähigkeit und des gesamten CO₂-Fußabdrucks führen.