Lässt sich CO2 sinnvoll nutzen? - Vom Abgas zum Rohstoff
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Lässt sich CO2 sinnvoll nutzen? - Vom Abgas zum Rohstoff
CO2 ist allgegenwärtig und für viele ein Klima-Problem. Ideal wäre es, eine sinnvolle Verwendung für den "Klima-Killer" zu finden. Konkrete Anwendungsbereiche und Potenziale sind außerhalb der Fachwelt jedoch nur wenig bekannt. Auf einem Symposium in Düsseldorf gingen am 21.09. 2010 das Bundesforschungsministerium und der Energiekonzern RWE der Frage nach, wie man CO2 als Rohstoff in neuen Produkten binden kann, statt es aus der Verbrennung in die Atmosphäre entweichen zu lassen.
Mit einem Förderprogramm namens "Technologien für Nachhaltigkeit und Klimaschutz ? Chemische Prozesse und stoffliche Nutzung von Kohlendioxid" unterstützt das Bundesministerium für Bildung und Forschung Wissenschaftler und Wirtschaft, um gemeinsam innovative Verfahren zu entwickeln. Bis 2014 sind dafür Fördermittel von insgesamt 100 Mio. ? vorgesehen.
Die Abscheidung und Nutzung von CO2 aus Industrieanlagen oder Kraftwerken (Carbon Capture and Usage: kurz CCU) ist ein unkonventioneller Ansatz, der zukünftig zum Klimaschutz beitragen soll. CO2 lässt sich sowohl als technisches Gas nutzen, als auch in Biotechnologie, Biologie und Chemie verwerten, wo es als Kohlenstoffbaustein dienen kann.
Der parlamentarische Staatssekretär im Bundesforschungsministerium, Thomas Rachel, möchte CO2 "raus aus der Schmuddelecke" holen. Vor rund 70 Forschern und Politikern betonte er, dass die Nutzung von CO2 kein Königsweg aus der Klimaproblematik sei, aber ein zusätzlicher Beitrag zur Lösung. In höherwertigen Produkten ließe sich bis zu ein Prozent des CO2-Ausstoßes speichern, in Kraftstoffen sogar bis zu 10 Prozent. Man verfolge mehrere neue Ansätze parallel, weil damit eine Technologieführerschaft Deutschlands im internationalen Wettbewerb möglich sei.
Zum Beispiel "füttert" RWE gemeinsam mit der Jacobs University Bremen und dem Forschungszentrum Jülich in einer rund 600 qm großen Zuchtanlage Algen mit dem CO2 aus Rauchgasen eines Kohlekraftwerks. Die Algen ernähren sich vom Klimagas und können als Biomasse zum Beispiel für die Herstellung von Biogas verwendet werden. Dass diese Anlage im Jahr nur einige Tonnen CO2 binden kann, verdeutlicht die geringe quantitative Bedeutung der CCU-Technologien.
Andererseits verweisen Forscher wie Prof. Dr. Walter Leitner vom Institut für Technische und Makromolekulare Chemie der RWTH Aachen auf die wissenschaftliche Herausforderung mit dem Kohlenstoff im CO2 einen Rohstoff für die Chemie zu entwickeln, der die Abhängigkeit vom Öl für viele Produkte verringern kann. Schon heute geht CO2 mit 107 Megatonnen jährlich in die Düngerproduktion. Schon bald soll es als Bestandteil von Kunststoffen wie Polyurethan in der Dämmtechnik dafür sorgen, dass in Gebäuden Wärmeenergie und somit CO2 gespart wird. Das "Catalytic Center" in Aachen begeistere schon heute Nachwuchsforscher für diese "Dream Production", die 2015 Industriereife erreichen soll, so Leitner. Für das reaktionsträge CO2 müssten noch spezielle Katalysatoren entwickelt werden.
Im neuesten Verbundvorhaben "Co2rrect - Verwertung von CO2 als Kohlenstoff-Baustein unter Verwendung überwiegend regenerativer Energie" gehen die Forscher gleich zwei Probleme auf einmal an: Einerseits kostet es viel Energie, um CO2 stofflich zu verwerten. Beispielsweise können aus CO2 durch Synthese mit Wasserstoff aus regenerativer Herstellung verschiedene Kohlenstoffbausteine erzeugt werden, die als Treibstoff oder Zwischenprodukt für die Herstellung von Kunststoffen verwendbar sind. Auf diese Weise könnte CO2 einmal in Haushaltsartikeln oder DVDs landen. Auf der anderen Seite liefern regenerative Energiequellen wie Sonne und Windkraft kein konstantes Angebot an Strom. Das aber benötigt die chemische Industrie normalerweise, um ihre Prozesse zuverlässig fahren zu können. Ziel des Forschungsprojektes ist es daher, sowohl die Prozesse zur Herstellung von Wasserstoff als auch die zur Umsetzung von CO2 zum Beispiel in Kohlenmonoxid oder Ameisensäure in großtechnischem Maßstab so zu realisieren, dass sie robust auch unter dem wechselhaften Angebot regenerativer Energien funktionieren. Hierfür werden nicht nur neue technologische Entwicklungen gebraucht, sondern auch neue Modelle des Zusammenwirkens von Energiewirtschaft und Chemieindustrie.
Verbundpartner
Verbundpartner von "Co2rrect" sind Bayer Technology Services GmbH, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, Technische Universität Dresden, Universität Stuttgart, Technische Universität Darmstadt, Technische Universität Dortmund, Ruhr-Universität Bochum, Leibniz-Institut für Katalyse e.V. an der Universität Rostock, Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. (MPG), Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Bayer MaterialScience Aktiengesellschaft, INVITE GmbH, RWE Power Aktiengesellschaft und Siemens Aktiengesellschaft.
Bildunterschrift: Für Algen ist CO2 ein Nährstoff. In Deutschlands erster Pilotanlage zur CO2-Einbindung durch Mikroalgen wachsen sie mit Rauchgasen des Kohlekraftwerks Niederaußem zehnmal schneller als Landpflanzen.
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Datum: 27.09.2010 - 11:16 Uhr
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