CO2 als chemischer Rohstoff Steht die stoffliche Nutzung von CO2 vor dem Durchbruch? Studie untersucht das Potenzial

Redakteur: Anke Geipel-Kern

Seit Jahren arbeitet die Industrie daran CO2 als Rohstoff zu verwerten. Kommt jetzt der Durchbruch? Von einer installierten Produktionskapazität von 850 kt/a spricht das Nova-Institut in seinem neuen Technologie- und Trendreport „Carbon Dioxide (CO2) as Chemical Feedstock for Polymers – Technologies, Polymers, Developers and Producers” vor. Darin untersuchen die Autoren, welche Technologien zur Verfügung stehen und wer die Hauptakteure sind.

Firmen zum Thema

Die neue Studie des Nova-Instituts beleuchtet den aktuellen Stand der stofflichen CO2-Nutzung.
Die neue Studie des Nova-Instituts beleuchtet den aktuellen Stand der stofflichen CO2-Nutzung.
(Bild: Nova Institut)

Kunststoff regiert seit Jahrzehnten die Welt: ohne die vielseitigen Polymere gäbe es keine Verpackungen, keine Autoarmaturen, kein PC-Gehäuse und kein Smartphone. 400 Millionen Tonnen Polymere werden jedes Jahr weltweit produziert. Die Menge wächst seit Jahrzehnten um drei bis vier Prozent pro Jahr - Tendenz steigend. Trotzdem sind Kunststoffe in Verruf geraten: Sie bestehen zu 90 Prozent aus fossilen Rohstoffen und am Ende ihres Lebenszyklus setzen sie den Klimaschädling CO2 frei.

Die Crux dabei: Decarbonisierung funktioniert hier nicht, schließlich ist das Rückgrat einer Polymerkette Kohlenstoff und damit nicht nur Hauptbestandteil sondern auch Funktionsträger. Was liegt also näher, als den Klimakiller selbst als Rohstoff für die Kunststoffproduktion einzusetzen.

CO2 als Rohstoff – wie ist der Stand der Technik?

Forscher und Unternehmen arbeiten seit Jahren daran, doch Erfolgsmeldungen über eine gelungene stoffliche Nutzung von CO2 sind dünn gesäht. In Deutschland ist Covestro hier der "Frontrunner". Seit 2016 steht in Dormagen eine Produktionsanlage, die 5000 Tonnen Polyol im Jahr produzieren soll.

Ein europäisches Projektkonsortium unter dem Kürzel BECCU verfolgt ein besonders ehrgeiziges Ziel: Hier soll es um den Proof-of-Concept für eine integrierte Produktion mit CO2 aus Biomasse und Wasserelektrolyse im Mittelpunkt gehen: in der Strom, Wärme, Kraftstoffe und Kunststoffe wie Polyole stehen.

In Niederaußem hat das Konsortium des europäischen Projekts "ALIGN-CCUS" eine CCU-Demonstrationsanlage in Betrieb genommen. Hier wird CO2 aus dem Rauchgas des benachbarten 1000-MW-Braunkohleblocks des Kraftwerks in Niederaußem, zu dem Kraftstoff DME umgewandelt.

Auch bei der BASF tüftelt man an einem Prozess für die Herstellung des Absorber-Rohstoffs Natrium-Acrylat aus Ethen und CO2 und betreibt eine Miniplantanlage.

Das Groß der Anlagenkapazitäten steht nach Recherchen des Nova-Instituts in China.

Übersicht über die Anlagen, die bereits laufen
Übersicht über die Anlagen, die bereits laufen
(Bild: Nova Institut)

Hier hat man die weltweiten Projekte rund um die CO2 genau im Auge und diese in ihrem neuen Technologie- und Trendbericht „Carbon Dioxide (CO2) as Chemical Feedstock for Polymers – Technologies, Polymers, Developers and Producers” den Stand der Technik genau unter die Lupe genommen: Welche Polymere können aus CO2 hergestellt werden, und mit welchen Verfahren? Wie weit sind die Technologien bereits entwickelt, ausgereift und in Pilot-, Demonstrations- und (semi-)kommerziellen Anlagen implementiert? Welche Unternehmen und Institute arbeiten an Technologien, um Polymere oder Building-blocks aus CO2 herzustellen?

Wege zur stofflichen Nutzung von CO2
Wege zur stofflichen Nutzung von CO2
(Bild: Nova Institut)

Auch wenn es bereits erfolgreich implementierte Technologien auf dem Markt gibt oder kurz vor der Kommerzialisierung stehen, benennen die Autoren noch viele technische Hürden, die überwinden werden müssen, um in großem Stil, um neue CO2-Umwandlungsanlagen einsetzen zu können.

Die Produktionskapazitäten für CO2-basierte Polymere sind in den letzten Jahren gestiegen, haben die Autoren recherchiert. Laut der Studie liegen die Produktionskapazitäten, vor allem für Polycarbonat und Polyol für die Polyurethanherstellung, heute bei etwa 850 Kilotonnen pro Jahr, bei einem durchschnittlichen gewichteten CO2-basierten Kohlenstoffanteil von bislang nur 5,4 Prozent. Die Berechnungen basieren auf den Kapazitäten von neun Unternehmen, deren Standorte sich überwiegend in Asien, Europa und Nordamerika befinden.

Die dritte Version des Technologie- und Trendreports des Nova-Institut will auf 100 Seiten einen umfassenden Überblick geben über die verschiedenen Produktionswege von CO2-basierten Polymeren, die von Forschungsgruppen der Hauptakteure der Branche, Start-ups und Instituten entwickelt und kommerzialisiert werden.

(ID:47104178)