Kohlendioxid als Ressource: Biotechnisches CO2-Recycling als Beitrag zu Klimaschutz und Rohstoffsicherung

CO₂-Emissionen gelten als Verursacher des Treibhauseffekts und damit als maßgeblicher Treiber des Klimawandels. Gleichzeitig sind Kohlenstoff und organische Kohlenstoffverbindungen aber auch wichtige Rohstoffe für zahlreiche industrielle Anwendungen und Produkte.

Schädliche CO₂-Emissionen aus Abgasen zu binden, bevor sie in die Atmosphäre gelangen, und den Kohlenstoff mittels biotechnischer Verfahren zu wirtschaftlich nutzbaren Stoffen zu recyceln, bezeichnet der Begriff „Biologisches Carbon-Capture-und-Usage (kurz: Bio-CCU)“. Am Ende dieser Verfahren wird Kohlenstoff im Sinne der Kreislaufwirtschaft wieder als Rohstoff zur Verfügung gestellt. Das kann nicht nur die Grundlage für eine zirkuläre Kohlenstoffwirtschaft (auch “Circular Carbon Economy“ (CCE)) schaffen, sondern auch einen hilfreichen Beitrag zum Klimaschutz leisten.

Biotechnische Prozesse und Technologien zum Recycling von CO₂ weiterzuentwickeln und zu etablieren, gehören zu den Themen, die das Umweltministerium im Rahmen der Landesstrategie Nachhaltige Bioökonomie (Maßnahme 20) aktuell verfolgt. Dabei werden Teile des natürlichen Kohlenstoffkreislaufs – die Umwandlung von CO₂ in komplexere Kohlenstoffverbindungen zum Beispiel mittels bakterieller Stoffwechselleistungen – eingesetzt oder durch die Anwendung von hybriden Ansätzen aus Technik und Biologie imitiert.

Der Vorteil solcher bioökonomischen Prozessketten ist, dass sie im Vergleich zu rein chemischen oder physikalischen Methoden, wie der natürlichen Photosynthese, neben einer teilweise höheren Effizienz auch eine höhere Wertschöpfung (Bio-CCE) bieten können.

Studie des Frauenhofer ISI

Eine vom Umweltministerium geförderte und aktuell veröffentlichte Studie des Fraunhofer ISI belegt das Potenzial für die Etablierung von Bio-CCU und Bio-CCE Technologien und Verfahren, das sich Baden-Württemberg dank seiner Innovationskraft bietet.

In einer weiteren, branchenbezogenen, Machbarkeitsstudie werden aktuell die Bedingungen für einen Einsatz von biotechnischem CO₂-Recycling in führenden Branchen des Landes untersucht. Die Studie fokussiert sich dabei auf Produktionsstätten mit hohen CO₂-Konzentrationen in der Abluft, wie beispielsweise die Zementproduktion, Müllverbrennung, Papier- und Glasindustrie und Energieerzeugung. Inhaltlich geht es um die Entwicklung von innovativen Lösungen, die in einer Bioraffinerie-Demonstrationsanlage zum CO₂-Recycling eingesetzt werden könnten. Hauptziel ist dabei, CO₂ aus der Abluft von Unternehmen zu gewinnen und den Kohlenstoff in den Wirtschaftskreislauf zurückzuführen.