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Chemie aus CO2

Neues Leben für Abgas-Moleküle: Bringt Carbon2Chem die CO2-Kreislaufchemie?

| Autor / Redakteur: Dominik Stephan* / Dominik Stephan

Besonders die Rohstoff- und energieintensiven Branchen müssten voran gehen, erklärte der Forscher. Vom Produktkreislauf zum Kohlenstoffkreislauf sollte die Wertschöpfung der Zukunft auf „Closed Carbon Cycles“ aufbauen. Der Forschung komme dabei die Rolle zu, neue Systemarchitekturen von der Quelle bis zu Produkt-Welten zu entwickeln.

Doch die Herausforderungen sind gewaltig: Wie soll das reaktionsträge CO2 ermuntert werden, vielfältige chemische Bindungen einzugehen? Wie mit der schwankenden Zusammensetzung der Hüttengase und dem hohen Stick- stoff-Anteil umgehen? Und kann die Energiewende überhaupt genug „grünen“ Strom bereitstellen, um die Vision von der nachhaltigen Schlotchemie wahr zu machen?

Wird grüner Strom zum Nadelöhr der Chemie?

Auch wird für die Synthese von Methanol, höheren Alkoholen oder synthetischen Kraftstoffzusätzen Wasserstoff benötigt. Dieser ist zwar mit bis zu 61 % im unbehandelten Kokereigas enthalten, doch reicht das für die vollständige Umsetzung nicht aus. Soll Carbon2Chem nicht die Luft ausgehen, ist zusätzlicher Wasserstoff nötig. Zwar kann dieser preiswert im Dampfreformer hergestellt werden – soll das Verfahren jedoch zur Emissionsminderung beitragen, kommt nur nachhaltiger Wasserstoff in Betracht. Das heißt solcher, der mittels Elektrolyse mit „grünem“ Strom hergestellt wird.

Nur woher soll der kommen? Immerhin benötigt die Aktivierung von 17 Millionen Tonnen CO2 440 TWh elektrische Energie – eine gigantische Menge, bedenkt man, dass die Bundesregierung für 2050 mit ca. 1000 TWh installierter Leistung aus regenerativen Quellen rechnet. Kommen zusätzliche Verbraucher wie durch den Ausbau der Elektromobilität hinzu, wird klar, welche Herausforderungen noch zu lösen sind. Zumal auch Branchen wie die Chemie- oder Stahlindustrie für das Jahr 2050 einen Bedarf von 2000 TWh angemeldet haben.

Chemie ohne CO2? Geht das? Modellrechnungen zeigen Wege in die Dekarbonisierung auf - doch wie realistisch sind diese Szenarien?

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04.08.17 - So könnte die Dekarbonisierung gelingen: Die Chemie kann bis 2050 nahezu Klimaneutral werden. Zu diesem Ergebnis kommen aktuelle Untersuchungen der Branchenverbände. Der Preis wäre jedoch gewaltig: Bis zu einem zehnfachen des derzeitigen Investitionsvolumens müsste pro Jahr in alternative Rohstoffe und Prozesse gepumpt werden. Aus der Traum von der grünen Chemie? Wie realistisch ist die Entkopplung von fossilen Rohstoffen überhaupt? Und was wäre jetzt zu tun? lesen

„Es zeichnet sich ab, dass wir nicht genügend Strom ohne CO2-Footprint zur Verfügung haben“, erklärte Andreas Frey, Entwicklungsingenieur bei Linde. Der Experte plädiert für einen Paradigmenwechsel von der Stromerzeugung bei Bedarf hin zu einem an das Angebot angepassten flexiblen Verbrauch – aber passt das zur Chemie mit ihren kontinuierlichen Prozessen im Mega-Scale?

Moderne Produktionsanlagen sind komplexe Verbundstrukturen, die sich entlang ausbalancierter Optimalbedingungen bewegen, gab Karen Perrey von Covestro zu bedenken. Die Materialspezialisten der ehemaligen Bayer Material Science haben 2016 eine erste Produktionsanlage in Betrieb genommen, die CO2 zur Herstellung von PUR-Schäumen nutzt. Zwar bestehen nur etwa 20 % des fertigen Kunststoffs aus dem Klimakiller-Gas, und auch die Kapazität von 5000 Jahrestonnen der „Dream Production“ getauften Anlage ist überschaubar – trotzdem zeigen die Werkstoff-Experten, dass die Chemie aus dem Schornstein kein Traum bleiben muss.

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