Kreislaufwirtschaft und CCU Von wegen Ab-Gas: Bringt Carbon-Capture die Schornstein-Chemie?

Wie lassen sich Gasgemische aus der Industrieproduktion sinnvoll nutzen, um chemische Bausteine herzustellen und gleichzeitig Erdöl einzusparen? An der Vision von der Chemie aus dem Schornstein arbeiten viele - jetzt zieht ein Forschungskonsortium Bilanz.

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Können Abgasströme aus großen Emissions-"Punktquellen" (etwa Stahlwerken oder der Zementindustrie) als Kohlenstoff-Lieferanten für die Chemie genutzt werden? Auf diese Frage will das vom Werkstoffhersteller Covestro geführte Forschungskonsortium Carbon4Pur eine Antwort haben: Nach drei Jahren präsentieren die insgesamt 14 Partner aus Forschung und Industrie Ergebnisse, die Mut machen sollen. Das Fazit: Ökologisch wie ökonomisch kann es "vorteilhaft" sein, Gasströme aus Stahlwerken in der Polyurethanproduktion einzusetzen.

„Vermeintliches Abgas lässt sich ein weiteres Mal als Wertstoff effizient nutzen und in den Kreislauf zurückführen: Die Ergebnisse des Forschungsprojekts haben das Potenzial, Produktionsprozesse zu revolutionieren. Das ist eine großartige Erkenntnis und ein bedeutender Meilenstein hin zur Kreislaufwirtschaft. Alternative Rohstoffe werden Realität", sagt Dr. Markus Steilemann, Vorstandsvorsitzender von Covestro.

CO2 als Rohstoff

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Im Fokus der Entwicklungen stand dabei die Frage, ob und wie kohlenstoffmonoxid (CO) - und -dioxid (CO₂) -haltiges Hochofengas aus der Stahlherstellung als Kohlenstoffquelle für Polyole genutzt werden kann. Polyole sind Vorprodukte und Schlüsselkomponenten von Dämmstoffen und Beschichtungen auf Polyurethanbasis und werden üblicherweise aus Erdöl gewonnen.

Neuartiges Polyol aus Gasgemisch herstellbar

Mit Hilfe neuartiger Katalysatoren gelang es, Polyole unter Einsatz von kohlenstoffmonoxid-haltigen Gasgemischen im Labormaßstab herzustellen. In dem neuartigen Vorprodukt konnten 27 Prozent CO gebunden werden. Die so gewonnenen Erkenntnisse könnten auch die von Covestro entwickelte CO₂-Technologie erweitern.

Schon jetzt verfügt die ehemalige Bayer Material Science mit Cardyon über einen Polyalkohol mit bis zu 20 Prozent Kohlenstoffdioxid-Anteil. Dieser wird etwa für die Herstellung von Polyurethan-Weichschaum in Matratzen, von Bindemitteln für Sportböden oder von elastischen Fasern eingesetzt. Mit dem neuen Wissen könnte die Technologie möglicherweise auf die Nutzung CO₂-haltiger Gasgemische wie Hochofengas aus der Stahlherstellung erweitert werden, heißt es aus Leverkusen.

Big Data und digitale Datennutzung in der Chemie- und Pharmaindustrie

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Erkenntnisse als Basis für zukünftige Forschung & Entwicklung

Erste Anwendungsbeispiele der Verfahrenstechnik konnten bereits von der Geschäftseinheit Dämmung des Unternehmens Recticel (Belgien) und vom Chemiekonzerm Megara Resins (Griechenland) demonstriert werden. Beide Unternehmen haben Produkttests auf Basis der Forschungsergebnisse durchgeführt.

„Wir haben gezeigt, dass Polyole, die auf der neuen Technologie basieren, erfolgreich in Hartschaumstoffe eingearbeitet werden können, um Dämmplatten mit technischen Spezifikationen herzustellen, die mit dem aktuellen Marktstandard vergleichbar sind", sagt Dr. Geert Snellings, Innovation Manager bei Recticel. Megara Resins ist es gelungen, die neuen Polyole in wässrigen Polyurethan-Dispersionen für Holzbeschichtungen zu verarbeiten.

Darüber hinaus hat die RWTH Aachen im Rahmen von Carbon4Pur die Akzeptanz von Carbon-Capture-and-Utilisation (CCU) am Beispiel von Dämmplatten in einer wissenschaftlichen Studie untersucht. Der Begriff steht für die Abscheidung von Kohlenstoffdioxid und die Verwendung für weitere chemische Prozesse. „Wir haben festgestellt, dass die Öffentlichkeit noch viel zu wenig über die CCU-Technologie weiß. Wenn die Endverbraucher jedoch ausreichend informiert werden, zeigt sich eine generell positive Einstellung", erklärt Prof. Dr. Martina Ziefle vom Lehrstuhl für Communications Science an der RWTH Aachen. „Dennoch besteht weiterhin die Notwendigkeit, den Bekanntheitsgrad von CCU zu erhöhen, um die Akzeptanz der Technologie und des Produkts zu stärken."

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Forschungs-Schulterschluss soll Arbeitsplätze schaffen

Carbon4Pur ist ein einzigartiges Beispiel für die Kooperation von Partnern aus der gesamten Wertschöpfungskette. So konnte etwa die neuartige Zusammenarbeit zwischen Stahl- und Chemieindustrie am französischen Standort Marseille-Fos evaluiert werden. Dort liegen ein Stahlwerk von ArcelorMittal und eine Produktionsanlage von Covestro in unmittelbarer Nachbarschaft. „Das branchenübergreifende Projekt hat den Verbundgedanken in der europäischen Industrie nochmal gestärkt", so Dr. Alexis Bazzanella von der Dechema. „Gleichzeitig zeigen diese Projekte, dass europäisches Engagement für Klimaschutz und Ressourceneffizienz Arbeitsplätze schaffen und sichern kann."

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