Grüne Chemie Künstliche Photosynthese: Evonik und Siemens Energy nehmen Versuchsanlage in Betrieb

Die Bundesregierung fördert eine Versuchsanlage, die Kohlendioxid und Wasser zur Herstellung von Chemikalien nutzt. Die Versuchsanlage ist in Marl, am größten Standort von Evonik, in Betrieb gegangen und wurde gemeinsam mit Siemens realisiert.

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Marl – Kohlendioxid und Wasser sollen als Rohstoffe für die Herstellung von nachhaltigen Chemikalien dienen. Ob dieses Prinzip sich auch wirtschaftlich umsetzen lässt, testen Siemens und Evonik in einer neuen Versuchsanlage in Marl. Die notwendige Energie dafür liefert Strom aus erneuerbaren Quellen. Die Versuchsanlage soll mit ihrer innovativen Technologie der künstlichen Photosynthese zum Gelingen der Energiewende beitragen. Sie ist wesentlicher Teil der Forschungsprojekte Rheticus I und II, die vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit insgesamt 6,3 Millionen Euro gefördert werden.

Bundesforschungsministerin Anja Karliczek drückte anlässlich der Inbetriebnahme ihre Hoffnung aus, dass die neue Technologie nicht nur die Energiewende in Deutschland voran bringt, sondern auch vielversprechende Möglichkeiten für Technologieexporte eröffnen wird. Stefan Kaufmann MdB, Innovationsbeauftragter Grüner Wasserstoff, ergänzte, dass nur mit innovativen Technologien im Innovationsland Deutschland eine Grüne Wasserstoffwirtschaft gelänge.

Nachhaltige Grundchemikalien

Elektrokatalytische Umsetzung von CO2: So wird ein Treibhausgas zum Rohstoff

Das Forschungsprojekt Rheticus ist eine Ausgründung aus den Kopernikus-Projekten, einer der größten Forschungsinitiativen der Bundesregierung zur Energiewende. Rheticus belegt, wie es gelingen kann, die Power-to-X-Idee in die Anwendung zu bringen. Für die Idee der künstlichen Photosynthese, die hinter der Rheticus-Versuchsanlage steht, haben die Forscher sich die Natur zum Vorbild genommen. So wie Pflanzen Sonnenenergie nutzen, um über mehrere Schritte aus Kohlendioxid (CO₂) und Wasser zum Beispiel Zucker herzustellen, nutzt die künstliche Photosynthese erneuerbare Energien, um über die Elektrolyse mit Hilfe von Bakterien wertvolle Chemikalien aus CO₂ und Wasser zu erzeugen. Diese Art künstlicher Photosynthese kann so als Energiespeicher dienen und dazu beitragen, den Kohlenstoffkreislauf zu schließen und die Kohlendioxidbelastung der Atmosphäre zu reduzieren.

Die Versuchsanlage besteht aus einem CO-Elektrolyseur, entwickelt von Siemens Energy, einem Wasserelektrolyseur und dem Bioreaktor mit dem Knowhow von Evonik. In den Elektrolyseuren werden in einem ersten Schritt Kohlendioxid und Wasser mit Strom in Kohlenmonoxid (CO) und Wasserstoff (H₂) umgewandelt. Dieses Synthesegas nutzen spezielle Mikroorganismen, um daraus, zunächst zu Forschungszwecken, Spezialchemikalien zu erzeugen. Diese sind Ausgangsstoffe zum Beispiel für Spezialkunststoffe oder Nahrungsergänzungsmittel.

In den nächsten Wochen werden die Zusammensetzung des Synthesegases und das Zusammenspiel von Elektrolyse und Fermentation weiter optimiert. Zusätzlich entsteht eine Einheit zur Aufbereitung der Flüssigkeit aus dem Bioreaktor, um die reinen Chemikalien zu erhalten. Nach erfolgreichem Abschluss der aktuellen Rheticus-Projektphase (Rheticus II) erwarten die Unternehmen, dass sie eine einzigartige Plattformtechnologie zur Verfügung haben, die energie- und werthaltige Stoffe wie Spezialchemikalien oder künstliche Treibstoffe aus CO₂ herstellen kann – modular und flexibel.

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