Bei der Herstellung von Zement ist Kohlenstoffdioxid ein unvermeidbares Nebenprodukt: Es entsteht beim Brennen von Calciumcarbonat zu Calciumoxid und wird anschließend freigesetzt. Dadurch trägt die Zementindustrie momentan laut Experten zu vier bis acht Prozent der globalen CO2-Emissionen bei. Im neu gestarteten Verbundprojekt „CO2-Syn“ arbeiten Partner aus Industrie und Wissenschaft an einer Alternative. Sie setzen auf „Carbon Capture and Utilization“ (CCU), um das CO2 aufzufangen und stofflich zu nutzen – zum Beispiel zur Herstellung von Basischemikalien wie Olefinen und höheren Alkoholen. Der konkrete Lösungsweg, den das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik (Umsicht), das Leuchtstoffwerk Breitungen GmbH, die Phoenix Zementwerke Krogbeumker GmbH & Co. KG und die Ruhr-Universität Bochum einschlagen, heißt „Power-to-Chemicals“. Dabei werden erneuerbare Energien wie Windkraft genutzt, um CO2 und Wasser via Elektrolyse in Kohlenstoffmonoxid und Wasserstoff umzusetzen. Gemische aus diesen beiden Stoffen – so genannten Synthesegase – werden anschließend eingesetzt, um mittels weiterer katalytischer Konversionsverfahren die gewünschten chemischen Produkte herzustellen.
Abgasströme direkt nutzen
Die größte Hürde: Das von den Zementwerken freigesetzte CO2 muss für die Weiterverarbeitung aufwendig gereinigt und konditioniert werden, was sowohl technisch als auch wirtschaftlich eine Herausforderung ist. Ziel der Projektpartner ist es daher, eine neue, auch von anderen Zementwerken adaptierbare Prozessroute zu schaffen. „Im Idealfall wollen wir die CO2-Abgasströme direkt nutzen, um die Synthesegase mit Hilfe erneuerbarer Energien und Abwärmequellen herzustellen – ganz ohne aufwendige, vorgeschaltete Reinigung und Konditionierung“, sagt Dr. Anne Schmidt vom Leuchtstoffwerk Breitungen. „Dafür brauchen wir robuste und vergiftungsresistente Katalysatoren, die sowohl langzeitstabil als auch wirtschaftlich sind.“
Mehr zum Projekt: www.umsicht.fraunhofer.de
