CO₂ aus Hüttengasen soll zu wertvollen Chemikalien werden

Die ThyssenKrupp AG initiiert gemeinsam mit Partnern aus Forschung und Wirtschaft ein branchenübergreifendes Technologietransfer-Projekt, in dessen Mittelpunkt die Umwandlung von Prozessgasen aus der Stahlherstellung zu werthaltigen Chemikalien steht. Der Strom dafür soll aus erneuerbaren Quellen stammen. „Die Philosophie hinter dem Projekt ist die Umsetzung eines breit angelegten cross-industriellen Ansatzes. Eine solche systemübergreifende Lösung führt zu besseren Ergebnissen als die heute schon optimierten Branchenlösungen. Die Zusammenarbeit zwischen Stahl und chemischer Industrie soll eine wirtschaftliche stoffliche Verwertung, von bei der Stahlherstellung benötigtem Kohlenstoff, bis hin zu Düngemitteln oder Treibstoff ermöglichen. Das Projekt hat damit das Potenzial, den CO₂-Ausstoß der Hütte auf nahezu Null zu reduzieren“ erläutert Dr. Reinhold Achatz, Technologiechef der ThyssenKrupp AG.

Professor Robert Schlögl, Direktor am Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion in Mülheim: „Unser Institut sieht seine Aufgabe darin, die grundlegenden chemischen Prozesse der Energieumwandlung zu erforschen, um somit zur Entwicklung neuer und leistungsfähiger Katalysatoren beizutragen.“ Den Beitrag des Fraunhofer-Instituts für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik skizziert dessen Leiter Prof. Eckhard Weidner: „Wir werden die im Projekt erforschten Prozesse gezielt in die industrielle Anwendung überführen.“

Planerische und wissenschaftliche Vorarbeiten für das Projekt haben die ThyssenKrupp AG mit ihren Konzernunternehmen ThyssenKrupp Steel Europe, Deutschlands größtem Stahlhersteller, und ThyssenKrupp Uhde, einem weltweit führendem Ingenieurunternehmen für Chemie-, Raffinerie- und andere Industrieanlagen, sowie mit dem Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion in Mülheim bereits in einem gemeinsamen Vorbereitungsprojekt geleistet.

Entsprechend groß ist das Interesse kooperationsbereiter Partner: Rund 40 Vertreter von Forschungsgesellschaften, Universitäten und Unternehmen versammelten sich im Dezember 2013 in Duisburg, um das Projekt auf den Weg zu bringen. Zu dem Kreis gehören neben der Fraunhofer-Gesellschaft und der Max-Planck-Gesellschaft die Ruhr-Universität Bochum, die Universität Duisburg-Essen und das in Duisburg ansässige Zentrum für BrennstoffzellenTechnik. Die ersten industriellen Partner sind neben ThyssenKrupp BASF, Bayer, RWE und Siemens. Die Gruppe ist offen für weitere Mitglieder.

Projekt fördert Klimaschutz, Energiewende und den Wirtschaftsstandort Nordrhein-Westfalen

Wenn die Partner erfolgreich sind, wird in etwa zehn Jahren CO₂ ein wertvoller Rohstoff sein und das Klima deutlich weniger belasten. Hinzu kommt: Überschüssige Erneuerbare Energie könnte dann direkt für die Herstellung industrieller Produkte eingesetzt werden. Dabei entsteht ein neues, branchenübergreifendes Netzwerk aus Stahlherstellung, Stromerzeugung und Chemieproduktion. Diese Industrien beschäftigen in Nordrhein-Westfalen fast 200.000 Menschen.

„Bayer MaterialScience hat bereits zeigen können, dass CO₂ als neuer Baustein für die nachhaltige Herstellung von Kunststoffen in Frage kommt“, sagt Produktionsvorstand Dr. Tony van Osselaer. „Damit ist ein Anfang gemacht. Nun sollten Industrie, Wissenschaft und Politik das Momentum nutzen und die Verwendung von CO₂ als chemischem Rohstoff auf breiter Basis vorantreiben.“ Prof. Rolf Hellinger, der in der Siemens Corporate Technology das Technologiefeld Power & Energy Technologies leitet, ergänzt: „Die im Rahmen der Zusammenarbeit entwickelten Umwandlungsprozesse für industrielle Abgase sind ein wichtiger Baustein für künftige, nachhaltige Energiesysteme.“

Erfolgsaussichten und Herausforderungen

Die Erfolgsaussichten für das Projekt sind gut, denn die grundlegenden chemischen Abläufe und die benötigten Technologien sind weitestgehend bekannt. Ziel des Projektes ist es, für die Anwendung wichtige Fragen zu klären, wie zum Beispiel Katalysatorstandzeiten, Aufreinigung der Gasströme, oder effiziente Prozessführung. Schon jetzt ist die Umwandlung von Prozessgasen aus der Hütte in Ammoniak als Vorprodukt für Düngemittel technisch machbar, aber noch nicht wirtschaftlich. Dabei würde auch ein Teil des in den Hüttengasen enthaltenen CO₂ verwertet. Möglich wäre auch die Erzeugung von Methanol aus Hüttengas, ein Prozess bei dem die enthaltenen CO₂-Anteile fast vollständig verwertet werden könnten.

Für den Einsatz Erneuerbarer Energien bei der chemischen Umwandlung würden Katalysatoren gebraucht, die starke Schwankungen im Prozess verkraften. Speziell in diesem Bereich besteht noch Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Eine weitere Herausforderung: Will man das im Hüttengas enthaltene CO₂ vollständig umwandeln, geht das nicht ohne größere Mengen an zusätzlichem Wasserstoff. Hier gilt es, neue wirtschaftliche Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff zu entwickeln, die auch bei stark schwankender Energieversorgung funktionieren.

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Source: ThyssenKrupp AG, Pressemitteilung, 2014-01-10.