„Die Chemieindustrie ist wie eine Schlange. Sie ist flexibel und kann sich häuten. Ich denke, das wird auch passieren.“
Peter H. Seeberger

Die Chemieindustrie steht an einem Wendepunkt. Zwar ist sie wie eine Schlange in der Lage, ihre alte Haut abzustreifen und in neuem Gewand wieder zum Vorschein zu kommen, doch dazu muss sie auch bereit sein. Dieser Wandel war und ist absehbar und notwendig. Am Ende entscheidet sich, ob die Chemie als eine der Schlüsselindustrien Deutschlands dort eine Zukunft hat – oder unwiederbringlich verloren geht.

Das CTC als Katalysator einer neuen Chemie

„Wir sehen uns als Katalysator, als Vordenker – um andere anzustecken, anzustoßen. Es wird über eine Generation hinweg, 30–40 Jahre, eine globale Herausforderung sein, diese Themen zu bewältigen.“
Peter H. Seeberger

Mit dem Center for the Transformation of Chemistry (CTC) entsteht derzeit eine innovative, nicht nur für die Branche einzigartige Einrichtung im deutschen Wissenschaftssystem. Die Idee für das Großforschungszentrum wurde entwickelt, um voranzutreiben, was die Chemie bislang nicht aus eigener Kraft hervorgebracht hat. Das CTC ist zwischen Grundlagenforschung und angewandter Forschung angesiedelt und arbeitet mit atmenden Abteilungen sowie Nachwuchsgruppen mit begrenzter, aber großzügig bemessener Förderdauer.

Das als gemeinnützige GmbH gegründete CTC ist Deutschlands erstes Forschungszentrum, das ausschließlich auf die systemische Transformation der Chemieindustrie ausgerichtet ist – mit Fokus auf nachwachsende Rohstoffe, geschlossene Stoffkreisläufe und voll automatisierte Produktionsprozesse. Es wird vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) gefördert und hat seine beiden permanenten Standorte in Delitzsch (Sachsen) und Merseburg (Sachsen-Anhalt).

Anders als viele Organisationen der Branche kann das CTC Projekte über drei, fünf oder sieben Jahre hinweg denken und gestalten. Etwas, das der Industrie schwerfällt, denn dort muss sich jede Investition schnell amortisieren. Diese längeren Zeiträume für fokussierte Forschungsprojekte ermöglichen eine spürbare und nachhaltige Wirkung und schaffen Potenzial für echte Durchbrüche. Damit wird das CTC zu einem „sweet spot“, an dem Innovation gedeihen und zur Marktreife geführt werden kann.

Die Ziele des CTC sind ambitioniert und reichen über die Grenzen der Chemie hinaus. Transformation wird hier als Ganzes und in all ihren Dimensionen gedacht.

„Die meisten Leute machen sich keine Gedanken über Skalierung. Sie sehen: ein Prozess, der läuft super – im 100-Gramm-Maßstab ist dies total genial. Aber wir reden nicht über 100 Gramm, wir reden über 100 Tonnen oder mehr. Und das ist etwas, das im Jahr 2045 im großen Maßstab funktionieren muss.“
Peter H. Seeberger

Peter H. Seeberger ist wissenschaftlicher Geschäftsführer des CTC und hat die Gründung von Beginn an begleitet. Für ihn ist das CTC ein Katalysator für risikofreudige Gründerpersönlichkeiten, die die Vision einer kreislauffähigen Chemie teilen und bereit sind, grundlegend neue Wege zu gehen.

Hat die deutsche Chemieindustrie eine Zukunft?

„Wenn die Chemieindustrie stirbt, stirbt ein großer Teil der deutschen Volkswirtschaft.“
Peter H. Seeberger

Die Zukunft der chemischen und pharmazeutischen Industrie kann nicht isoliert betrachtet werden. Sie bildet das Rückgrat der industriellen Produktion in Deutschland, ist mit Abstand der wichtigste Lieferant von Materialinnovationen und versorgt die gesamte Industrie mit Rohstoffen und Vorprodukten.

Doch wenn Lösungen entwickelt werden, die gesellschaftlich keine Akzeptanz finden, entsteht ein Problem. Technischer Fortschritt braucht gesellschaftliche Legitimation, so der Tenor von Peter H. Seeberger.

Für die Wahrnehmung der Branche spielen Kompetenz und Kommunikation eine wesentliche Rolle. Chemisches Verständnis sei in der öffentlichen Debatte kaum vorhanden. Das liege auch daran, dass es im Journalismus derzeit nur sehr wenige Chemikerinnen und Chemiker gebe – mit der Folge, dass die gesellschaftliche Debatte über die Chemie von außen geführt werde und nicht aus der fachlichen Community heraus.

Wissenschaftskommunikation aus der Branche heraus ist aus Seebergers Sicht erforderlich, um ein positives Zukunftsbild zu zeichnen, Wege aufzuzeigen und allen Seiten Zuversicht zu geben. Das trage auch dazu bei, dass Start-ups, die Probleme lösen wollen, als Teil der Lösung wahrgenommen werden. Sie sind nicht als Fortsetzung der alten Chemie zu verstehen, sondern als Schlüssel der Transformation.

Eine Schlüsselindustrie vor dem Aus?

Die Chemie, wie wir sie heute kennen, ist über 170 Jahre gewachsen -– zunächst auf Basis von Kohle, seit Mitte des 20. Jahrhunderts auf Basis von Öl und Gas, mit hochintegrierten Anlagen und perfekt eingespielten Stoffströmen, betont Seeberger. Doch im Hintergrund zeichnet sich für ihn seit Jahren ein massiver Abbau der Chemieindustrie ab, der nun zunehmend sichtbar wird.

„Wenn wir die Chemieindustrie aus Deutschland gehen lassen, dann wird sie nie mehr zurückkehren.“
Peter H. Seeberger

Die Erfahrung anderer Länder kann als Warnung dienen: England hat in wenigen Jahren rund 40 Prozent seiner chemischen Produktion und damit große Teile seiner industriellen Basis verloren. Deutschland darf diese Schlüsselindustrie nicht verlieren. Anfragen, ob englische Nachwuchswissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am CTC studieren oder forschen können, um dort einen Neuanfang zu wagen, gebe es bereits jetzt, so Seeberger.

Self-Driving Laboratories:
KI-gestützte Automatisierung in der Chemie

„Wenn wir in Deutschland kompetitiv arbeiten möchten, dann geht das nur noch, wenn man das hochautomatisiert macht. Ansonsten haben wir gegenüber Billiglohnländern – China, Indien, in Zukunft Afrika – keine Chance.“
Peter H. Seeberger

Wenn die Branche künftig wettbewerbsfähig bleiben will, müsse sie deutlich stärker automatisieren und standardisieren, denn eine große datengetriebene Chemie sei nur möglich, wenn die verwendeten Daten verlässlich sind.

Einer der geplanten Moonshots des CTC ist das sogenannte „Autonome Labor“ d. h. die Entwicklung voll automatisierter Self-Driving Laboratories für die Chemie und die Pharmazie. Diese zwei Bereiche haben bislang kein vergleichbares Programm zur Transformation ihrer eigenen Grundlagen (Rohstoffe, Kreislauf, Automatisierung) hervorgebracht. Ein Self-Driving Laboratory (SDL) ist ein voll automatisiertes Forschungslabor, in dem KI-Systeme und Roboter Experimente autonom planen, durchführen und auswerten – ohne menschliche Eingriffe im laufenden Prozess.

Voll automatisierte Self-Driving Laboratories für Chemie und Pharmazie sind aus Sicht von Seeberger absolut machbar. In solchen Laboren führen Roboter und KI-gestützte Systeme Experimente autonom durch, analysieren die Ergebnisse in Echtzeit und leiten daraus die nächsten Versuchsschritte unmittelbar ab – zumeist ohne menschliche Eingriffe. Die geschlossene Rückkopplungsschleife zwischen Experiment, Auswertung und neuer Hypothese ermöglicht es, systematisch riesige Kombinationsräume aus Ausgangsstoffen, Reaktionsbedingungen und Parametern zu untersuchen – mit einer Geschwindigkeit und Systematik, die die klassische Laborarbeit weit übertrifft.

Doppelstrukturen aus traditioneller und neuer Chemie erscheinen Seeberger denkbar. In ihnen würde die traditionelle Chemie, oft in alten, bereits abgeschriebenen Anlagen, durch neue, hochautomatisierte und kreislauforientierte Chemieunternehmen ergänzt, die mit neuen Rohstoffen und Geschäftsmodellen gegen die herkömmliche Chemie antreten. Entscheidend wäre dann, welche Form sich unter dem Einfluss von Regulierung und politischen Leitplanken durchsetzt – oder ob beide koexistieren und sich gegebenenfalls ergänzen.

Neue Rohstoffe, neue Stoffkreisläufe

Wie sehen die Chemie- und Pharmaindustrie der Zukunft aus? Wie werden die Stoffkreisläufe organisiert? Woher kommen die Rohstoffe?

Die kohlenstoffbasierte Chemie hat über Generationen hochintegrierte und hocheffiziente Verbundstrukturen aufgebaut – mit perfekt eingespielten Stoffströmen, in denen der Abfall des einen der Rohstoff des anderen ist. Doch sie lässt sich nur schwer umbauen. Ihre Prozessabhängigkeit ist ihre Stärke und Schwäche zugleich: Die Nutzung fossilen Kohlenstoffs als Grundlage der Stoffströme verhindert die Entwicklung einer echten Kreislaufwirtschaft. Was aus der Erde geholt wird, gelangt nicht dorthin zurück. Klar ist auch: Mit nachwachsenden Rohstoffen allein wird sich der Kohlenstoffbedarf der Chemie niemals decken lassen. Am Ende des Tages wird sich die Branche deshalb auf alle denkbaren Kohlenstoffquellen stützen müssen – unter denen CO₂ langfristig die wichtigste sein dürfte.

Materialien werden von Beginn an so gestaltet, dass Recycling mitgedacht wird. Eigenschaften werden gezielt konstruiert – es geht um ihre Funktion, nicht zwingend um den Stoff selbst. Eine Plastikflasche muss nicht aus PET sein, solange sie dieselbe Funktion erfüllt und rezyklierbar ist. Im Jahr 2045 werden wir möglicherweise über völlig andere Stoffe sprechen – noch immer über Polymere, aber nicht mehr über solche, die auf fossilen Rohstoffen basieren. Biobasierte Alternativen wie Zellulose aus Pflanzen oder Chitin aus Krustentierschalen zeigen, wohin die Reise gehen kann. Der Lebenszyklus eines Produkts wird von Anfang an mitgeplant – vom Design bis zum Rückbau.

Die Vision des CTC: Bis 2045 arbeitet die Chemieindustrie mit völlig anderen Stoffen – in geschlossenen Kreisläufen, in denen Abfall nicht mehr vorkommt, sondern nur noch Ressourcen im Umlauf sind. Dann fahren womöglich alle Autos elektrisch, und Energie könnte dank kleiner modularer Reaktoren und der Fusionsenergie kein Engpass mehr sein. Doch in der Chemie gibt es immer auch einen stofflichen Teil – und der wird völlig anders aussehen als heute. Dann wird die intelligente Gestaltung der Stoffkreisläufe im Zentrum stehen.

Der zweite Moonshot des CTC sei deshalb die Entwicklung eines Modells für ein vollständig recyclebares Auto. Automobile sind extrem komplex, chemisch dicht und tief in der Identität des Autolands Deutschland verwurzelt. Wer ein rezyklierbares Automobil bauen kann, beweist, dass Kreislaufchemie im großen Maßstab funktioniert.

Die Entwicklung entsprechender Materialien für ein vollständig recyclebares Auto könne mithilfe generativer KI und von Hochdurchsatzexperimenten in den Self-Driving Laboratories des CTC gelingen. Dort modellieren Deep-Learning-Algorithmen chemische Strukturen, sagen molekulare Eigenschaften voraus und optimieren Reaktionswege durch Echtzeitdatenanalyse.

Damit verbinden sich im CTC zwei Moonshots, die die Chemie grundlegend verändern können.

„Diese Transformation wird kommen. Sie wird kommen müssen. Die Frage ist nur: Kommt sie jetzt, kommt sie hier – oder kommt sie in zehn Jahren in China?“
Peter H. Seeberger

Globale Konkurrenz und die Rolle Chinas

International ist China ein zentraler Bezugspunkt. Dazu betont Seeberger, China sei kein Feind, sondern ein ernst zu nehmender Konkurrent, der keineswegs schlafe und ebenfalls an Grenzen stoße. Eine Verlagerung der Produktion nach China oder Indien lehnt er ab.

„Wenn wir jetzt in China produzieren lassen, wird sich am CO₂-Fußabdruck global nichts ändern. Der wird höchstens schlechter und die Arbeitsplätze sind nicht mehr bei uns, sondern anderswo.“
Peter H. Seeberger

Die einfache Antwort „Wir verlagern die Produktion nach China oder Indien“ greife zu kurz, warnt er. Am CO₂-Fußabdruck würde sich global nichts ändern. Der Hauptunterschied wäre, dass die Arbeitsplätze dann nicht mehr in Europa, sondern anderswo wären.

Daher sieht er die eigentliche Aufgabe Deutschlands und Europas darin, die Transformation der eigenen Chemieindustrie zu unterstützen und sie in einem schwierigen Umfeld wettbewerbsfähig zu halten. Gleichzeitig müsse man aber auch die Klimaschutzziele und Ressourcenschonung ernst nehmen.

Fachkräftemangel in der Chemie:
Neue Berufsbilder an der Schnittstelle von Chemie, KI und Automatisierung

Die vielleicht größte Engstelle auf dem Weg zu einer neuen Chemie seien die Menschen. MINT-Studiengänge dauern lange, und wenn die Branche nicht attraktiv bezahlt, werde es schwer, genügend qualifizierte Fachkräfte zu gewinnen. Gleichzeitig brauche es völlig neue Lehrberufe und Arbeitsfelder, etwa an den Schnittstellen von Chemie, Automatisierung, Datenwissenschaft und Regulierung.

„Junge Leute möchten positiv an Dingen arbeiten, die die Welt verändern können. Und ich glaube, Chemie und Biotransformation haben hier einen wichtigen Stellenwert – den muss man gut kommunizieren.“
Peter H. Seeberger

Das CTC setzt hier bewusst ein anderes Signal. Die Botschaft an Studierende und Fachkräfte lautet: „Das können wir gemeinsam lösen, und ihr könnt dazu beitragen.“ Diese Vision zeige schon jetzt Wirkung: Nicht wenige der aktuellen Mitarbeitenden wechseln aus sicheren Positionen zum CTC, weil sie Teil der Transformation sein möchten.

Die Zukunft der Chemie

Peter H. Seeberger blickt optimistisch in die Zukunft. Auch wenn er weiß, dass die Chemie Teil des Problems ist und auch bleiben kann, glaubt er fest daran, dass sie ein unverzichtbarer Teil der Lösung ist – auch weil sich viele der aktuellen Herausforderungen nur mit den Mitteln einer neuen, innovativen Chemie bewältigen lassen.