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Freitag, 26. Mai 2017
23. April 2014 | 11:00

CO2 kann mehr…

Die Umwandlung von CO2 in ein Chemieprodukt ist keine neue Erfindung. So wird das Gas beispielsweise seit 1922 von der BASF in der Düngemittelherstellung verwendet. [1]

Die Nutzung von CO2 als Chemierohstoff ist auch Gegenstand aktueller Forschungen. Diese fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit dem Programm „Chemische Prozesse und stoffliche Nutzung von CO2“. [2] Alle industriell nutzbar erscheinenden Aktivitäten zur stofflichen Nutzung von CO2 zielen allerdings zurzeit noch auf einen vergleichsweise kleinen hochpreisigen Markt. Aber die Nutzung von CO2 hat deutlich mehr Potential: CO2 könnte aus Hüttengasen in riesigen Mengen erzeugt werden, dessen stoffliche Nutzung einen großen Markt bedienen könnte.

CO2 als Kraftstoff nutzen
Bei der Stahlerzeugung in Deutschland entstehen rund 60 Mio. t/a der Kohlenstoff-Sauerstoff Verbindung. Dies entspricht einer Kohlenstoffmenge von rund 16 Mio.t. Welche Massenprodukte könnten diese Menge an Kohlenstoff überhaupt aufnehmen? Eine Option wäre die Nutzung als Kraftstoff für den Individual- und Güterverkehr. Hier liegt der Verbrauch bei ca. 60 Mio. t Kraftstoff pro Jahr. Der große Kraftstoffmarkt erscheint daher als attraktive Option. Zusätzlich würde man sich damit von der Ölimportabhängigkeit lösen. Doppelt gewonnen wäre, wenn so produzierte synthetische Kraftstoffe geringere Emissionen an Stickoxiden und Feinstaub aufwiesen.

Mit Hilfe von Wasserstoff zu Erdgas & Co
Eine weitere mögliche Verwendung von CO2 besteht in der Herstellung von Erdgas. Deutschland verbraucht rund 88 Mrd. m3 pro Jahr, was vereinfacht angenommen einer Kohlenstoffmenge von ca. 40 Mio. t. entspricht. Problematisch sind jedoch die für die Umsetzung zu Erdgas benötigten gewaltigen Mengen an Wasserstoff. Diese können durch die derzeitige Produktion in Deutschland nicht abgedeckt werden. Doch auch hier gibt es bereits erste Projekte, Wasserstoff durch sogenannte Power-to-Gas Aktivitäten zu erzeugen. [3] Dabei wird der zeitweise von den Verbrauchern nicht abgenommene Strom (Überschuss) zur Wasserstofferzeugung mittels Elektrolyse genutzt.

Audi baut mit dem A3 Sportsback g-tron den PKW mit der geringsten CO2 Emission von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor. [4, 5] Durch den Einsatz von aus Bio-CO2 und Wasserstoff hergestelltem Biomethan als Kraftstoff sind bei diesem Fahrzeug die CO2-Emissionen ebenso niedrig wie bei einem Elektroauto – und dies bei einer deutlich höheren Reichweite. Nichts spricht gegen eine analoge Verwendung von Industrie-CO2.

Ein weiteres innovatives Beispiel für die CO2-Nutzung zeigt das Unternehmen Carbon Recycling International Island. Aus der Kohlenstoff-Sauerstoff-Verbindung wird dort Methanol mit dem Namen Vulcanol hergestellt. Den Wasserstoff liefert die Elektrolyse, den dazu benötigten Strom die Geothermie. Das CO2 wird aus dem vulkanischen Dampf abgetrennt, der die Geothermiekraftwerke Islands antreibt. [6] Der Nobelpreisträger für Chemie, George Olah, hat Methanol als einen universell einsetzbarer Rohstoff für die Zeit nach der Erschöpfung von Erdöl beschrieben, aus dem eine Vielzahl weiterer Produkte herstellbar sind, u.a. auch Kraftstoffe. [7]

Doch bevor die stoffliche Nutzung von CO2 im großen Stil begonnen werden kann, gilt es zunächst die politischen Rahmenbedingungen anzupassen: So wäre die Industrie nach den Regeln des Emissionshandels trotz Abtrennung und Nutzung der Kohlenstoff-Sauerstoff-Verbindung weiterhin verpflichtet einen Ausgleich entsprechend der erzeugten CO2-Menge durch den Erwerb von CO2-Zertifikaten herbeizuführen – dies wäre übrigens bei der Verpressung des Gases in den Boden (CCS) nicht erforderlich.

 

Quellen

[1] BASF – Wissenschaft populär: Düngemittel aus der Luft gegriffen (.pdf)

[2] BMBF: Geförderte Projekte

[3] EON: Power2Gas – Praxistest Windstromspeicherung im Erdgasnetz (.pdf)

[4] Audi A3 Sportback g-tron

[5] Audi e-gas „Energiewende im Tank

[6] Carbon Reycling International

[7] George A. Olah, A. Goeppert, G.K. Surya Prakash: Beyond Oil and Gas: The Methanol Economy. 2nd Ed. 2009, Verlag Wiley-VCH, Weinheim.


Dez2012_Harp_507[1]Über den Autor: Dr. Günter Harp ist Abteilungsleiter Prozesschemie und Ressourcentechnologie Einsatzstoffe beim VDEh-Betriebsforschungsinstitut (BFI) im Stahl-Zentrum in Düsseldorf.

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Tags
CO2
Emissionen
Energie und Umwelt
Innovation

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