Fraunhofer: Projektstart Carbon2Chem Klimaschutz in der Industrie

Prof. Dr. Reinhold Achatz (thyssenkrupp AG), Prof. Dr. Armin Schnettler (Siemens AG), Prof. Dr.-Ing. Heinrich Hiesinger (Vorstandsvorsitzender thyssenkrupp AG), Prof. Dr. Martin Stratmann (Max-Planck-Gesellschaft), Dr. Marco Waas (Akzo Nobel Industrial Chemicals AG), Prof. Dr. Johanna Wanka (Bundesministerin für Bildung und Forschung), Prof. Dr. Robert Schlögl (Max- Planck-Institut für chemische Energiekonversion), Svenja Schulze (Ministerin für Innovation,Wissenschaft und Forschung des Landes NRW), Dr. Markus Steilemann (Covestro AG), Prof. Dr.-Ing. Reimund Neugebauer (Fraunhofer-Gesellschaft), Dr. Christian Bruch (Linde AG), Dr. Martin Vollmer (Clariant International Ltd.) (v.l.n.r.)
Prof. Dr. Johanna Wanka (Bundesministerin für Bildung und Forschung) mit Vertretern der Wirtschaft zum Projektstart Carbon2Chem.

Das Projekt Carbon2Chem leistet einen Beitrag zum Klimaschutz: Kohlendioxid (CO2) ist ein Nebenprodukt der Stahlerzeugung. Mit erneuerbaren Energien kann das produzierte CO2 Erdöl in der Chemieindustrie ersetzen. Durch diesen neuen Produktionsprozess wird die CO2-Emission verringert.

Wie bleibt der Stahlstandort Deutschland wettbewerbsfähig? Eine mögliche Antwort kommt von acht Industrieunternehmen (u. a. Thyssenkrupp AG), der Max-Planck (Institut für chemische Energiekonversion) und Fraunhofer-Gesellschaft (Umsicht) sowie einigen Universitäten und lautet: “Carbon2Chem". Das neue Verfahren ermöglicht Abgase von Hochöfen in Vorstufen von Kraftstoffen, Kunststoffen oder Dünger umzuwandeln. Der dafür benötigte Wasserstoff (H2) wird aus erneuerbaren Energien produziert. Mit Carbon2Chem sollen 20 Millionen Tonnen des jährlichen CO2-Ausstoßes der deutschen Stahlbranche wirtschaftlich genutzt werden. Dies entspricht 10 Prozent der jährlichen CO2-Emissionen deutscher Industrien.

Nützliches Abfallprodukt CO2

In Stahlwerken entstehen während dem Produktionsprozess sog. Hüttengase. Diese bestehen größtenteils aus klimaschädlichem CO2. Carbon2Chem wandelt dieses Kohlendioxid als Erdölersatz für die chemische Industrie um. Um die Weiterverarbeitung von CO2 aus der Stahlindustrie zu ermöglichen, werden Technologien zur Katalyse und chemischen Synthese benötigt, denn das Gas muss gereinigt und konditioniert werden.

Technologie für Verbundproduktion

Fraunhofer entwickelt solche Technologien und Systeme zur Gasreinigung und Kraftstoffherstellung. Neben der Bereitstellung der Technologie, spielt auch die Systemintegration eine große Rolle: Zum Beispiel muss die Katalyse zur Herstellung von Methanol und höheren Alkoholen angepasst werden oder die Chemikalien-, Kraftstoff- und Stahlproduktion sowohl stofflich, als auch energetisch aufeinander abgestimmt werden, um beispielsweise Prozess-Abwärme effizient zu nutzen.

Grundlagenforschung in der Wirtschaft

Fraunhofer trägt dazu bei, Ansätze aus der Grundlagenforschung an den Bedarf und die Entwicklungen der Hüttenwerke und chemischen Produktionsanlagen anzupassen. »Gemeinsam mit unseren Partnern können wir durch Carbon2Chem einen großen Beitrag zum Klimaschutz leisten, ebenso wie zur nachhaltigen Standortsicherung. Die Kooperation zwischen Fraunhofer, Max-Planck und Thyssenkrupp ist eine ideale Basis, um Erkenntnisse der Grundlagenforschung in die Wirtschaft zu übertragen und direkt zur Anwendung zu bringen«, sagt Professor Reimund Neugebauer, Präsident der Fraunhofer-Gesellschaft.

Wohlstand-Garant: Stahlindustrie

Unser Wohlstand hängt von der hiesigen Stahlindustrie und ihren rund 90.000 Beschäftigten ab. Autos, Häuser und Maschinen entstehen aus 43 Millionen Tonnen Stahl, die die Branche jährlich produziert. Noch ist Deutschland Europas größter Stahlerzeuger. Die internationale Konkurrenz gefährdet jedoch die Wettbewerbsfähigkeit.

Nach dem Pariser Klimaabkommen (12. Dezember 2015) soll die globale Erwärmung auf 1,5°C begrenzt werden. Um dieses Ziel zu erreichen, haben sich die Vertragsparteien der Klimaneutralität verpflichtet. Ab der zweiten Hälfte dieses Jahrhunderts werden nicht mehr Treibhausgase ausgestoßen, als gebunden werden können. "Eine zukunftsfähige Industrieproduktion und engagierter Klimaschutz gehören zusammen. Mit Carbon2Chem zeigen wir dies glaubwürdig. So füllen wir das Abkommen von Paris mit Leben", sagte Bundesforschungsministerin Wanka.

Das Forschungsprojekt "Carbon2Chem" entwickelt in den kommenden zehn Jahren eine nachhaltige Wertschöpfungskette, die verschiedene Sektoren miteinander verbindet. Von Carbon2Chem profitiert nicht nur die Stahlindustrie. Chemieunternehmen erschließen neue, saubere Rohstoffquellen: "Innovationssprünge entstehen heute an den Grenzen zwischen den Branchen", sagt Heinrich Hiesinger (Vorstandsvorsitzender Thyssen Krupp AG). "Carbon2Chem bringt Akteure aus verschiedenen Bereichen zusammen:”

  • Grundlagenforschung
  • Anwendungsforschung
  • industrielle Praxis

Die Partner aus Wissenschaft und Industrie schlagen mit Carbon2Chem eine Brücke von der Grundlagenforschung in den Markt. Gleichzeitig soll Carbon2Chem zentrale Fragen der Energiewende beantworten: Wie kann man elektrische Energie speichern und die Stromnetze stabilisieren? Die beteiligten Partner planen Investitionen von mehr als 100 Millionen Euro bis 2025. Für die kommerzielle Realisierung haben sie mehr als eine Milliarde Euro vorgesehen.

Wesentliche Aufgaben von Carbon2Chem:

  • Wirtschaftlichkeit
  • Klimaschutz
  • Nachhaltigkeit

Das Konsortium setzt sich daher zum Ziel, die Forschungsergebnisse möglichst schnell in großem Maßstab in Stahlwerken umzusetzen.

Mit Carbon2Chem zeigen wir, wie Klimaschutz und eine wettbewerbsfähige Stahlproduktion dank Forschung und Innovation in Deutschland erfolgreich verbunden werden können. Damit sichern wir Arbeitsplätze in der Stahlbranche in unserem Land. Damit sichern wir den Industriestandort Deutschland.

Bundesforschungsministerin Johanna Wanka