Den „Klimakiller“ nutzbar machen

Die Vision, Kohlendioxid als Rohstoff in einer Kreislaufwirtschaft und als Energieträger zu gewinnen, wird zunehmend Realität.

Die Verwertung von CO2 ist eine vielversprechende Option für die Produktion synthetischer und konventioneller Kraftstoffe. Ebenso wie für chemische Grundstoffe und Polymere (PPC, PEC, CO2-basierte Polyurethane) bietet sich hier ein immenses Potenzial. Und das viel früher als erwartet: Auf der dritten internationalen Konferenz „Carbon Dioxide as Feedstock for Chemistry and Polymers“ am 2. und 3. Dezember 2014 in Essen diskutierten 140 CCU-Experten aus 26 Ländern die Anwendungsmöglichkeiten neuer CO2-basierter Chemikalien, Polymere und Kraftstoffe.

Erweiterte und neue Einsatzgebiete

Während Kohlendioxid allgemein als Klimakiller angesehen wird, den es unbedingt zu vermeiden gilt, erforscht eine steigende Anzahl von Wissenschaftlern und Ingenieuren, wie diese ungeheure Kohlenstoffquelle recycled und als Kraftstoff oder chemischer Rohstoff genutzt werden kann. Einer der Hauptgründe hierfür ist die Verfügbarkeit von CO2 – es ist überall vorhanden. Das CO2-Recycling, bei gleichzeitiger Treibhausgaseinsparung, könnte sich dabei als sinnvoller Weg erweisen. Die Hauptschwierigkeiten liegen hierbei in der Notwendigkeit der CO2-Bindung, -Reinigung und -Konzentration, welche mit einem erhöhten Energieaufwand zur Erzeugung eines stabilen Kohlenstoffmoleküls einhergeht. Hier sind noch kluge Ideen gefordert. Weltweit beschäftigen sich Forschungsprojekte und Industriekonzerne unter Hochdruck mit diesem Thema; es existieren bereits diverse zukunftsträchtige Konzepte zur Konvertierung von CO2 zu hochwertigen synthetischen Kraftstoffen oder Chemikalien. Schon einige Pilot- und Demonstrationsanlagen sowie industrielle Produktionsstätten zur Kohlenstoffgewinnung, Wasserstofferzeugung und Kohlenstoffnutzung sind bereits in Betrieb.

Auf der Konferenz stellten Akteure der CO2-Wirtschaft sowohl erweiterte als auch neue Einsatzgebiete für Kohlendioxid als zukunftsweisender Rohstoff vor. Die Veranstaltung wurde von Dr. Lothar Mennicken vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) eröffnet. Dr. Mennicken erläuterte die gezielte strategische Förderung der Forschung in Deutschland, welche als weltgrößtes CCU-Forschungsprogramm mit 100 Millionen Euro aktuell 150 Projekte finanziell unterstützt. Dies macht Deutschland in Bezug auf die Entwicklung und Einführung von CCU-Technologien zur führenden Nation, gefolgt von den USA und Großbritannien, wobei sich dort das größte Forschungsnetzwerk etablieren könnte.

Andreas Pilzecker von der Europä­ischen Kommission veranschaulichte, welche Rolle CCU in der EU-Politik einnimmt. So gibt es Bemühungen, CCU-basierte Kraftstoffe und Chemikalien in die Renewable Energy Directive (RED) aufzunehmen. Nach dem Vortrag von Michael Carus, Geschäftsführer des nova-Instituts, zu Machbarkeitsstrategien reflektierten Guy Lomax (Virgin Earth Challenge), Prof. Dr. Peter Styring (CO2Chem Network) und Roger Lee (Tecnon OrbiChem) die Entwicklung CO2-basierter Chemikalien der letzten Jahre. Die drei Referenten aus Großbritannien waren sich darin einig, dass CO2-Abschneidung und -Speicherung (Carbon Capture and Sequestration – CCS) keine Zukunft hat und somit Forschungs- und Fördergelder alsbald möglich in die Nutzbarmachung fließen sollten.

Anschließend wurde der Fokus auf Verfahren zur CO2-Gewinnung, Reinigung und Wasserstoffproduktion gelegt. Olaf Christoph von Linde Engineering Dresden (hochvolumige CO2-Gewinnung zur Urea-Produktion) und Jan Wurzbacher vom Schweizer Start-up Climeworks (CO2-Gewinnung aus der Atmosphäre) eröffneten diese Session und gaben Einblicke in ihre CO2-Gewinnungstechnologien. Christian von Olshausen (sunfire GmbH) demonstrierte den Betrieb einer hocheffizienten Technologie zur Wasserstofferzeugung sowie des Power-to-Liquid-Verfahrens anhand der jüngst eröffneten Sunfire-Pilotanlage zur Produktion synthetischer Kraftstoffe in Ostdeutschland. Denis Thomas von Hydronenics Europe und Thomas Fischer (Universität Köln), beide am EU-Projekt „Solargenix“ beteiligt, beschlossen den ersten Konferenztag mit der Präsentation zweier alternativer Technologiepfade zur Gewinnung von Wasserstoff wie etwa der photokatalytischen Wasser-stoffproduktion. CO2-basierte Kraftstoffe, Chemikalien sowie Polymere standen am zweiten Tag auf dem Programm. Im Bereich der Kraftstoffe und Chemikalien beeindruckte vor allem die Synthesegas-Produktion der israelischen Firma NewCO2Fuels, über die Julie Horn berichtete. Christian Schweitzer (bse Engineering Leipzig) gab Aufschluss über das Konzept der CCU-Integration in Methanolanlagen, und Prof. Dr. Mogens Bjerg Mogensen präsentierte den Forschungsstand von Festozidbrennstoffzellen zur Wasserstoffproduktion an der Technischen Universität Dänemark. Das amerikanische Biotechnologieunternehmen Phytonix Corporation wurde durch Bruce Dannenberg vertreten. Der Experte veranschaulichte den Ansatz einer direkten photobiologischen Umwandlung von Kohlendioxid in erneuerbare Chemikalien und Kraftstoffe. Grainne Smith zeigte die neuesten Entwicklungen bei LanzaTech auf, dem Marktführer im Bereich der Abgasaufbereitung aus Neuseeland. Prof. Dr. Guido Saracco (Polytechnikum Turin) referierte über hocheffiziente photoelektrochemische Reaktoren und künstliche Photosynthese im Rahmen des CUU-Verfahrens. Das EU-Projekt Eco2CO2, deren Leiter er ist, beschäftigt sich zudem mit der katalytischen Produktion Furan-basierter Spezialchemikalien und CO2-basiertem Methanol. Die Abschlusssitzung konzentrierte sich auf die Produktion von CO2-basierten Polyolen und Polymeren.

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