{"id":79710,"date":"2022-02-25T02:07:00","date_gmt":"2022-02-25T01:07:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/?p=79710"},"modified":"2022-02-23T11:07:38","modified_gmt":"2022-02-23T10:07:38","slug":"die-zementindustrie-klimaneutral-gestalten","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/wissenschaft\/die-zementindustrie-klimaneutral-gestalten\/","title":{"rendered":"Die Zementindustrie klimaneutral gestalten"},"content":{"rendered":"\n

In einem neuen Projekt suchen Forschende nach M\u00f6glichkeiten, das Klimagas CO2<\/sub> in Ausgangsstoffe f\u00fcr die Industrie umzuwandeln.<\/p>\n\n\n\n

In der Zementindustrie ist Kohlenstoffdioxid ein unvermeidbares Nebenprodukt: Es entsteht beim Brennen von Calciumcarbonat zu Calciumoxid und wird anschlie\u00dfend freigesetzt. Dadurch tr\u00e4gt die Zementindustrie momentan zu vier bis acht Prozent der globalen CO2<\/sub>-Emissionen bei. Im neu gestarteten Verbundprojekt \u201eCO2<\/sub>-Syn\u201c arbeiten Partner aus Industrie und Wissenschaft an einer Alternative. Sie setzen auf Carbon Capture and Utilization, um das CO2<\/sub> aufzufangen und stofflich zu nutzen \u2013 zum Beispiel zur Herstellung von Basischemikalien wie Olefinen und h\u00f6heren Alkoholen.<\/p>\n\n\n\n

Das Bundesministerium f\u00fcr Wirtschaft und Klimaschutz f\u00f6rdert das Projekt im Rahmen der Ma\u00dfnahme \u201eAnwendungsorientierte nichtnukleare FuE im 7. Energieforschungsprogramm der Bundesregierung\u201c im Bereich \u201eTechnologien f\u00fcr die CO2-Kreislaufwirtschaft\u201c.<\/p>\n\n\n\n

Der konkrete L\u00f6sungsweg, den das Fraunhofer UMSICHT, das Leuchtstoffwerk Breitungen, die Phoenix Zementwerke Krogbeumker und die RUB einschlagen, hei\u00dft Power-to-Chemicals. Dabei werden erneuerbare Energien wie Windkraft genutzt, um CO2<\/sub> und Wasser via Elektrolyse in Kohlenstoffmonoxid und Wasserstoff umzusetzen. Gemische aus diesen beiden Stoffen \u2013 sogenannten Synthesegase \u2013 werden anschlie\u00dfend eingesetzt, um mittels weiterer katalytischer Konversionsverfahren die gew\u00fcnschten chemischen Produkte herzustellen.<\/p>\n\n\n\n

Gesucht: robuste und vergiftungsresistente Katalysatoren<\/h5>\n\n\n\n

Die gr\u00f6\u00dfte H\u00fcrde: Das von den Zementwerken freigesetzte CO2<\/sub> muss f\u00fcr die Weiterverarbeitung aufwendig gereinigt und konditioniert werden. \u201eZum Beispiel m\u00fcssen Katalysatorgifte, Staub und andere St\u00f6rstoffe entfernt werden\u201c, so Dr. Kai junge Puring vom Fraunhofer UMSICHT. \u201eDas ist sowohl technisch als auch wirtschaftlich eine Herausforderung.\u201c<\/p>\n\n\n\n

Ziel der Projektpartner ist es daher, eine neue, auch von anderen Zementwerken adaptierbare Prozessroute zu schaffen. \u201eIm Idealfall wollen wir die CO2<\/sub>-Abgasstr\u00f6me direkt nutzen, um die Synthesegase mithilfe erneuerbarer Energien und Abw\u00e4rmequellen herzustellen \u2013 ganz ohne aufwendige vorgeschaltete Reinigung und Konditionierung\u201c, sagt Dr. Anne Schmidt vom Leuchtstoffwerk Breitungen. \u201eDaf\u00fcr brauchen wir robuste und vergiftungsresistente Katalysatoren, die sowohl langzeitstabil als auch wirtschaftlich sind.\u201c<\/p>\n\n\n\n

Im Fokus der Forschenden stehen daher sulfid-, nitrid- und phosphidbasierte Materialien. Sie sind sehr stabil gegen\u00fcber typischen Katalysatorgiften wie Schwefel, wurden aber bislang nicht systematisch als potenzielle Katalysatoren f\u00fcr die Synthesegasherstellung aus CO2<\/sub> beziehungsweise f\u00fcr die anschlie\u00dfende Synthesegaskonversion zu Olefinen und h\u00f6heren Alkoholen untersucht. \u201eDas wollen wir \u00e4ndern und streben in den kommenden 36 Monaten den Aufbau eines Prozesses im Laborma\u00dfstab an\u201c, erkl\u00e4rt Prof. Dr. Ulf-Peter Apfel von der RUB.<\/p>\n\n\n\n

Systemintegration durch multikriterielle Bewertungsmethoden<\/h5>\n\n\n\n

Auf den Prozess folgt die Systemintegration: Wie l\u00e4sst sich das fertige Power-to-Chemicals-Konzept in existierende Strukturen des Zementwerks einbinden? \u201eUm das zu beantworten, m\u00fcssen wir spezifische Standortbedingungen \u2013 also Infrastrukturaspekte, umliegende Wind- und Photovoltaik-Anlagen oder potenzielle Abnehmer der Zielprodukte \u2013 identifizieren, modellieren und bewerten\u201c, sagt Dr. Sebastian Stie\u00dfel vom Fraunhofer UMSICHT.<\/p>\n\n\n\n

\u201eZus\u00e4tzlich m\u00fcssen wir neue Gesch\u00e4ftsmodelle f\u00fcr die Vermarktung von CO2<\/sub>-basierten Produkten, welche wir aus den Abgasen gewinnen, entwickeln und in Einklang mit den vorhandenen Wertsch\u00f6pfungsketten bringen\u201c, erg\u00e4nzt Marcel Krogbeumker von Phoenix. Dazu werden im Rahmen des Projektes neue Methoden zur systemischen, multikriteriellen Bewertung erarbeitet. Neben den rein technischen und wirtschaftlichen Punkten geh\u00f6ren dazu auch \u00f6kologische, regulatorische, akzeptanzseitige und standortspezifische Aspekte.<\/p>\n\n\n\n

Von CO2<\/sub> zu Olefinen und h\u00f6heren Alkoholen<\/h5>\n\n\n\n

All diese Schritte sind in Arbeitspakete gefasst und klar verteilt: Die Ruhr-Universit\u00e4t Bochum und das Leuchtstoffwerk Breitungen konzentrieren sich auf die Katalysatorsynthese und -charakterisierung sowie Up-Scaling. Das Fraunhofer UMSICHT widmet sich der thermischen und der Elektrokatalyse und koppelt beide Prozesse. Phoenix schlie\u00dflich \u00fcbernimmt Prozessgasanalytik und -bereitstellung sowie \u2013 gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut \u2013 die Systemintegration.<\/p>\n\n\n\n

\u201eGemeinsam erarbeiten wir einen wirtschaftlichen Weg zur Herstellung von Olefinen und h\u00f6heren Alkoholen aus dem freigesetzten CO2<\/sub>\u201c, umrei\u00dft Dr. Heiko Lohmann vom Fraunhofer UMSICHT die Zielsetzung von CO2<\/sub>-Syn. \u201eSie spielen als Basischemikalien beziehungsweise alternative Treibstoffe eine wichtige Rolle f\u00fcr die Industrie.\u201c Zum Beispiel ist das Olefin Ethylen ein wichtiger chemischer Baustein zur Herstellung von Kunststoffen wie Polyethylen oder Polystyrol. Die Herstellung von Ethylen erfolgt zurzeit auf Basis von fossilen Rohstoffen wie Erdgas. Auch die h\u00f6heren Alkohole sind wichtige chemische Wertprodukte. Zum Einsatz kommen sie zum Beispiel als L\u00f6sungsmittel und Verd\u00fcnner f\u00fcr Farben oder als Kraftstoffadditive.<\/p>\n\n\n

Quelle<\/h5>\r\n\n\n\n

RUB \/ Ruhr Universit\u00e4t Bochum 2022<\/a><\/p>\n

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