Aby to osiągnąć, firma BASF wdrożyła strategię „Winning Ways” około rok temu, stawiając sobie jasny cel, jakim jest stanie się preferowaną firmą chemiczną, wspierającą swoich klientów w zielonej transformacji. „Nasze ambicje wykraczają poza uczynienie BASF firmą ekologiczną. Chcemy inspirować klientów do wyboru BASF jako zaufanego partnera, który pomoże im odnieść sukces w przyszłości” – powiedział Kothrade.
Badania i rozwój (B+R) stanowią kluczowy filar tej strategii, ponieważ innowacje produktowe i procesowe BASF umożliwiają klientom wprowadzanie innowacji i rozwój na ich rynkach, a także znacząco przyczyniają się do osiągania rentownego wzrostu i tworzenia wartości w świecie dążącym do większego zrównoważonego rozwoju. Dla BASF zielona transformacja, zrównoważone rolnictwo i konkurencyjność to najważniejsze obszary, w których postęp w zakresie B+R jest niezbędny. Obejmuje to również ciągłe doskonalenie technologii, procesów i operacji, co zawsze było priorytetem BASF. „Dzięki ciągłej poprawie efektywności energetycznej i zasobooszczędności naszych zakładów nie tylko zapewniamy sobie pozycję lidera w zakresie kosztów w wielu łańcuchach wartości, ale także sprawiamy, że nasze produkty są bardziej zrównoważone” – powiedział Kothrade.
Aby jeszcze bardziej wzmocnić swoje portfolio badawczo-rozwojowe, BASF stale bada nowe rozwiązania i ulepsza istniejące produkty i procesy, wykorzystując swoją innowacyjną siłę. Z rocznymi inwestycjami w badania i rozwój w wysokości około 2 miliardów euro w 2024 r., BASF jest wiodącą firmą w branży chemicznej. Około 80 procent działań badawczo-rozwojowych w zakresie jest bezpośrednio związanych z celami BASF w zakresie zrównoważonego rozwoju. „To pokazuje nasze silne zaangażowanie w zieloną transformację” – powiedział Kothrade. Inwestycje w badania i rozwój również się opłacają: ponad 15 procent sprzedaży BASF – około 11 miliardów euro w 2024 r. – wygenerowano z innowacyjnych produktów wprowadzonych na rynek w ciągu ostatnich pięciu lat, które wynikały z działań badawczo-rozwojowych. „Najważniejszymi czynnikami naszego sukcesu są know-how i zaangażowanie około 10 000 pracowników działu badań i rozwoju na całym świecie” – powiedział Kothrade. W 2024 r. ich praca i wiedza specjalistyczna zaowocowały ponad 1000 nowych patentów na całym świecie, przy czym około 45 procent koncentrowało się na zrównoważonym rozwoju, a 23 procent na cyfryzacji i sztucznej inteligencji (AI).
Dr Christoph Wegner, prezes ds. badań w Grupie, podkreślił znaczenie digitalizacji w działalności badawczo-rozwojowej BASF: „Rozwiązania cyfrowe i sztuczna inteligencja są niezbędne w dzisiejszych pracach badawczo-rozwojowych”. Platforma zarządzania wiedzą QKnows firmy BASF umożliwia globalnej społeczności badawczo-rozwojowej wyszukiwanie literatury naukowej, patentów i raportów wewnętrznych w jednym miejscu. Możliwości sztucznej inteligencji znacznie przyspieszają wyszukiwanie istotnych informacji w ponad 400 milionach dokumentów, pomagając badaczom zgłębiać złożone zagadnienia naukowe i zdobywać cenne spostrzeżenia do swojej pracy. „Prawie nigdzie indziej nie znajdziecie tak potężnego systemu. To wyraźnie daje nam przewagę konkurencyjną” – podkreślił Wegner.
Kolejnym przykładem digitalizacji w obszarze badań i rozwoju w firmie BASF jest pierwszy reaktor AI firmy. Maksymalizacja wydajności reakcji to jedno z typowych i zaawansowanych zadań chemika. Powszechną praktyką było zmienianie różnych parametrów reakcji jeden po drugim, co mogło być bardzo czasochłonne, dopóki wydajność nie osiągnęła satysfakcjonującego poziomu. Reaktor AI znacznie przyspiesza ten złożony proces. Planuje, przeprowadza i analizuje eksperymenty chemiczne. Co ważniejsze, reaktor uczy się i autonomicznie uruchamia kolejny cykl reakcji, maksymalizując jej wydajność. „Nasze pierwsze eksperymenty wykazały już, że jesteśmy 20 razy szybsi niż przy ręcznym wykonywaniu reakcji” – powiedział Wegner. Dlatego BASF planuje rozszerzyć ten system, aby objąć nim wszystkie obszary chemii istotne dla firmy.
Trzeci przykład zastosowania sztucznej inteligencji w badaniach i rozwoju firmy BASF pochodzi z działu Agricultural Solutions. Ocena wymywania wód gruntowych jest kluczowym etapem rejestracji środków ochrony roślin. Proces ten jest złożony, czasochłonny i wymaga dogłębnej wiedzy regulacyjnej. Biorąc pod uwagę obecne modele regulacyjne, przeprowadzanie ocen dużej liczby kandydatów zaangażowanych we wczesne fazy badań jest niepraktyczne. W tym przypadku opracowano narzędzie wspierane przez sztuczną inteligencję, które prognozuje ryzyko wymywania wód gruntowych dla wszystkich związków wykorzystywanych na wczesnym etapie procesu badawczego. Aby opracować model bazowy dla tej prognozy, firma BASF przeprowadziła około miliona symulacji na swoim superkomputerze Quriosity. „Sztuczna inteligencja pomaga nam skoncentrować nasze zasoby na najbezpieczniejszych związkach o największej szansie na sukces” – powiedział Wegner, podsumowując zalety.
Podczas konferencji prasowej Research Press Briefing eksperci BASF zaprezentowali konkretne innowacje ilustrujące, jak w praktyce wygląda koncentracja na zielonej transformacji, zrównoważonym rolnictwie i konkurencyjności.
Okrągłość, którą możesz nosić
Przemysł modowy generuje rocznie na całym świecie ponad 120 milionów ton odpadów tekstylnych, z których mniej niż 1% jest poddawany recyklingowi. Dzięki technologii loopamid® naukowcy BASF opracowali innowacyjny proces, który umożliwia recykling poliamidu 6, znanego również jako nylon 6, w obiegu zamkniętym. Odpady tekstylne można przekształcić w nowe włókna poliamidowe o tej samej wysokiej jakości co konwencjonalny poliamid 6, a jednocześnie z emisją CO₂ niższą nawet o 70% . Przemysł odzieżowy wykorzystuje poliamid 6 na przykład do produkcji odzieży sportowej i outdoorowej oraz strojów kąpielowych.
Innowacyjny proces recyklingu, który można również stosować w przypadku materiałów mieszanych, takich jak mieszanki tkanin zawierające spandex i barwniki, obejmuje kilka etapów. Najpierw tekstylia zawierające poliamid są zbierane, na przykład z darowizn odzieży używanej, zwrotów do sprzedawców detalicznych lub odpadów produkcyjnych z produkcji tekstyliów. Następnie są one oddzielane od innych materiałów. Guziki, zamki błyskawiczne i inne elementy dekoracyjne są usuwane, a następnie tekstylia są rozdrabniane na mniejsze kawałki. Za pomocą procesu chemicznego materiał jest depolimeryzowany – co oznacza, że długie łańcuchy cząsteczkowe polimeru poliamidowego są rozbijane na pojedyncze elementy budulcowe, znane jako monomery. Monomery są oczyszczane w wieloetapowym procesie, który usuwa niepożądane substancje, takie jak barwniki i dodatki. Na koniec oczyszczone monomery kaprolaktamu są ponownie polimeryzowane – czyli łączone – w celu wytworzenia nowego poliamidu.
Na początku 2025 roku firma BASF uruchomiła pierwszy komercyjny zakład produkcyjny pętlamidu w swojej fabryce w Caojing w Szanghaju w Chinach. Jego roczna zdolność produkcyjna wynosi 500 ton i jest on certyfikowany zgodnie z Global Recycled Standard (GRS). Konsumenci i producenci tekstyliów mogą więc mieć pewność, że pętlamid jest wytwarzany z materiałów pochodzących z recyklingu, a procesy produkcyjne spełniają określone w GRS kryteria środowiskowe i społeczne.
Konkurencyjny wodór na przyszłość
Wodór odgrywa kluczową rolę w przemyśle chemicznym. Jest niezbędnym surowcem do produkcji ważnych chemikaliów bazowych, takich jak amoniak i metanol. Obecne globalne zapotrzebowanie firmy BASF na wodór wynosi około 1 miliona ton metrycznych rocznie. Z tego około 200 000 ton metrycznych wodoru jest produkowanych lub wytwarzanych jako produkt uboczny produkcji chemicznej w samym zakładzie w Ludwigshafen każdego roku. Oprócz zastosowania jako surowiec, wodór jest postrzegany jako kluczowy nośnik energii przyszłości.
Do tej pory BASF produkował wodór głównie poprzez reforming parowy, który polega na rozszczepianiu gazu ziemnego na wodór i dwutlenek węgla za pomocą pary. BASF pracuje nad nową technologią zwaną pirolizą metanu, która ma na celu ekonomiczną produkcję wodoru i znacznie niższy ślad węglowy. We współpracy z partnerami, BASF rozwija technologię pirolizy metanu w ramach kilku projektów finansowanych przez niemieckie Federalne Ministerstwo Badań Naukowych, Technologii i Przestrzeni Kosmicznej (BMFTR). Zasada pirolizy metanu jest następująca: metan (CH4 ) , główny składnik gazu ziemnego lub biogazu, jest bezpośrednio rozkładany na pierwiastki składowe: węgiel (C) i wodór (H2 ) w wysokich temperaturach. W porównaniu z elektrolizą wody, piroliza metanu wymaga jedynie około jednej piątej energii elektrycznej. Dzięki wykorzystaniu energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych reakcja chemiczna jest wolna od emisji CO2 . Jak wcześniej ogłoszono na17 listopada 2025 r.BASF i ExxonMobil podpisały umowę o wspólnym rozwoju, aby dalej rozwijać tę technologię. Celem jest doprowadzenie pirolizy metanu do etapu procesu gotowego do komercyjnego zastosowania, który będzie mógł być wykorzystywany do produkcji wodoru bez emisji na konkurencyjnych warunkach.
Oprócz wodoru, piroliza metanu wytwarza stały węgiel o wysokiej czystości, cenny surowiec, który w tej formie nie występuje w naturze. Węgiel ten może być wykorzystywany na przykład w produkcji aluminium, stali, elektrod i akumulatorów litowo-jonowych. BASF i ExxonMobil współpracują obecnie ze swoimi klientami w celu optymalizacji węgla w taki sposób, aby można go było dostosować do indywidualnych potrzeb klienta w procesach produkcyjnych.
BASF prowadzi instalację testową do pirolizy metanu w swoim zakładzie w Ludwigshafen w Niemczech od 2021 roku. Unikalną cechą tego obiektu jest innowacyjny reaktor. Jako pierwszy wykorzystuje on specjalną technologię, która jest wyjątkowo skuteczna w rozszczepianiu metanu. Dzięki temu charakteryzuje się on wysoką skutecznością i wydajnością procesu. To sprawia, że proces BASF przewyższa inne technologie pirolizy metanu. Aby zwiększyć skalę tej technologii i zaoferować ją jako konkurencyjną alternatywę dla produkcji wodoru, BASF i ExxonMobil planują wspólną budowę i eksploatację instalacji demonstracyjnej, która będzie w stanie produkować do 2000 ton metrycznych niskoemisyjnego wodoru i 6000 ton metrycznych stałego węgla rocznie.
Przemyślenie katalizatorów
Kataliza jest jedną z kluczowych technologii w przemyśle chemicznym. Ponad 85% wszystkich produktów chemicznych ma kontakt z katalizatorami przynajmniej raz w trakcie produkcji. Katalizatory zwiększają wydajność procesu, zmniejszają zużycie energii i surowców oraz minimalizują ilość odpadów.
Tradycyjnie katalizatory są wytwarzane metodą wytłaczania (masa surowca jest przepychana przez matrycę w celu utworzenia brył katalizatora) lub tabletkowania (masa surowca jest ściskana w prasie w celu utworzenia brył katalizatora). Są to sprawdzone technologie produkcji katalizatorów od ponad 70 lat i znacząco przyczyniły się do poprawy wydajności procesów chemicznych. Jednak ich ograniczenia stają się widoczne przy opracowywaniu katalizatorów nowej generacji o złożonych strukturach trójwymiarowych i zoptymalizowanych właściwościach przepływu.
Dzięki nowej technologii kształtowania katalizatorów X3D® firma BASF dokonała przełomu technologicznego w produkcji katalizatorów. Ta innowacyjna technologia oparta jest na druku 3D i umożliwia produkcję katalizatorów o niestandardowych kształtach geometrycznych, oferując zoptymalizowaną wydajność i efektywność. W trakcie prac rozwojowych badaczom BASF udało się zwiększyć wydajność procesu druku 3D, co umożliwiło przemysłową produkcję katalizatorów drukowanych w technologii 3D. Powstałe katalizatory charakteryzują się otwartą strukturą i powiększoną powierzchnią, co znacznie zmniejsza spadek ciśnienia w reaktorach i poprawia ogólną wydajność katalizatora. Ich zastosowanie w procesach produkcji chemicznej prowadzi do zmniejszenia zapotrzebowania na energię, redukcji emisji CO₂ i poprawy jakości produktu.
Proces X3D jest niezwykle elastyczny i umożliwia produkcję różnorodnych katalizatorów z metali szlachetnych i nieszlachetnych, a także z różnych materiałów podłoża. Dzięki temu BASF może opracowywać rozwiązania katalizatorów dostosowane do indywidualnych potrzeb klienta. W odpowiedzi na duże zapotrzebowanie klientów na katalizatory BASF drukowane w technologii 3D, firma zainwestowała w zwiększenie swoich mocy produkcyjnych. BASF buduje obecnie nowy zakład produkcyjny w Ludwigshafen, który rozpocznie działalność w 2026 roku.
Nasiona pełne nauki
Rolnicy na całym świecie stoją przed licznymi wyzwaniami, takimi jak zmiany klimatu i ograniczona dostępność gruntów uprawnych. Kolejnym wyzwaniem są chwasty, które stają się coraz bardziej odporne na konwencjonalne środki ochrony roślin (herbicydy), a ta odporność może prowadzić do znacznych strat w plonach. Kiedy chwasty konkurują o składniki odżywcze, wodę i światło, rośliny nie mogą rosnąć optymalnie. Zwalczanie chwastów ma zatem kluczowe znaczenie dla zapewnienia wydajności i jakości plonów.
To również wyzwanie stojące przed rolnikami uprawiającymi bawełnę. Naukowcy BASF opracowali dla nich dwie nowe odmiany bawełny odporne na herbicydy: Axant Flex™ to pierwszy i jedyny pakiet odmian herbicydowych z czterema stosami dostępny dla rolników w Stanach Zjednoczonych. Seletio TP™ to pierwsza w swoim rodzaju technologia tolerancyjna na herbicydy do zwalczania traw dla rolników w Brazylii. Obie odmiany umożliwiają rolnikom skuteczniejszą walkę z odpornymi chwastami. Ponadto bawełna zapewnia standardową ochronę przed szkodliwymi owadami.
Proces rozwoju koncentrował się na specjalnych enzymach zwanych
dioksygenazą 4-hydroksyfenylopirogronianową (HPPD). Niektóre herbicydy działają poprzez hamowanie HPPD, a tym samym kluczowych procesów metabolicznych chwastów, co prowadzi do ich zahamowania wzrostu i obumierania. Firma BASF zidentyfikowała liczne enzymy HPPD u bakterii tolerujących te herbicydy. Po dalszej optymalizacji tolerancji tych enzymów, geny odpowiedzialne za ich produkcję wprowadzono do genomu roślin bawełny. Aby zidentyfikować zmodyfikowane rośliny bawełny o najlepszych właściwościach, naukowcy przetestowali tysiące roślin w różnorodnych warunkach w szklarniach i na polach. Zwrócili uwagę nie tylko na tolerancję na herbicydy, ale także na inne cechy, takie jak odporność na insektycydy, zdrowotność roślin, jakość włókna oraz plon.
Rolnicy dostrzegają liczne korzyści z nowych cech tej bawełny: rośliny rosną lepiej, generują wyższe plony i wymagają mniejszych ilości środków ochrony roślin przed i w trakcie uprawy. Produkcja bawełny staje się bardziej zrównoważona, a ryzyko pojawienia się odpornych chwastów maleje, co oznacza, że herbicydy działają skuteczniej przez dłuższy czas.
