Carbon2Chem startet in die Praxis

„Weiches“ Projekt

Deerberg wandte sich gegen zu starre Vorgaben: Carbon2Chem sei ein „weiches“ Projekt; Ziele und Wege müssten sich dem Erkenntnisfortschritt anpassen. Aber „Verforschen von Mitteln“ wolle man nicht. In jedem Fall verbindlich bleibe aber die Zielhierarchie:

• CO₂-Reduktion und Wirtschaftlichkeit
• Resilienz, Verfügbarkeit
• Nachnutzbarkeit der Ergebnisse in anderen Anwendungen
• Auswirkung auf die Energiewende

Als bereits veröffentlichte Projektziele nannte Deerberg unter anderem die Entwicklung einer „weltweit einsetzbaren Lösung, um Hüttengase in Vorprodukte für Kraftstoffe, Kunststoffe oder Dünger umzuwandeln“. Der Wasserstoff dafür solle mit Überschussstrom aus Erneuerbaren Energien produziert werden. Die Ergebnisse von Carbon2Chem sollen einen großen Teil des jährlichen CO₂-Ausstoßes der Stahlbranche künftig wirtschaftlich nutzbar machen, indem Chemieunternehmen eine neue saubere Rohstoffquelle erschlössen. Dazu müssten jedoch die Einzelschritte ständig daraufhin überprüft werden, ob sie für einen zeitlich variablen Betrieb in der Größenordnung geeignet sind – gleichzeitig müsse die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf die Stahlwerke der ganzen Welt im Auge behalten werden.

Als zentrale Projektmeilensteine sollten im März 2019 (in drei Jahren) positive Bewertungen der Wirtschaftlichkeit ebenso wie der Nachhaltigkeit des Gesamtsystems durch die Industriepartner vorliegen. Das Erreichen dieser Meilensteine sollten kurze Dokumentationen der Cluster-Koordinatoren als Grundlage für die Bewertung für den Beirat belegen und dem BMBF als Zuwendungsgeber die Entscheidung über die Weiterführung des Projekts ermöglichen. Über allem stehe das Prinzip, dass die Realisierung von Technologie und Systemdesign Priorität habe.

Drei Stufen

Laut Deerberg vollzieht sich Carbon2Chem unter dieser Prämisse in drei Stufen:

1. Grundlagenforschung zur Schaffung einer wissenschaftlichen Basis mit ca. 50-100 Mio. Euro Kosten – dann Transfer ins
2. PLANCK-Technikum – dort Sammeln erster Betriebserfahrungen im Hüttenumfeld im Zusammenspiel der Einzelkomponenten mit einer Laufzeit von 2-5 Jahren, Ende spätestens 2023, Investment mehr als 100 Mio. Euro – schließlich die
3. kommerzielle Umsetzung als Beitrag zum Speichern von Überschussenergie, zur Entstehung von Produkten im großen Maßstab, einhergehend mit signifikanter CO₂-Reduzierung im industriellen Verbund, Start etwa 2022, Gesamt-Investitionen von mehr als 1 Mrd. Euro

Für alles sei „der Hochofenprozess die feste Basis: Wir können keinen neuen Hochofenprozess erfinden wollen“, so Deerberg. Auf dieser Basis gälten als Optimierungskriterien CO₂-Reduktion und Wirtschaftlichkeit. Ziel der cross-industriellen Kooperation „Hüttenwerk“ sei die Eruierung des optimalen Systemdesigns und der Betriebsweise.

Eine Vorstudie müsse folgende Inhalte haben

• Bilanzgrenzen und Bewertungsmethoden
• wachsam sein in der Bewertung möglicher Syntheserouten für CO₂-Reduktion, Wasserstoffbedarf, Kosten und Energiebedarf (hier lägen bereits erste Ergebnisse und Vorarbeiten vor, )
• mögliche Pfade zur Waserstoffbereitstellung
• Nutzung von Stickstoff und Sauerstoff
• Interne Energie und Betrachtung des Energiemarktes samt Prognose für das dynamische Energiesystem in Abhängigkeit von Erneuerbaren
• Entwicklung von Szenarien – Vorschlag einer Roadmap

Hüttenwerke seien bereits „hoch optimiert. Wenn da neue Komponenten hineinkommen, verschiebt sich etwas“. Das berücksichtigend müssten die Syntheserouten zum Beispiel auf Basis von Siemens-Vorarbeiten Kostenabschätzungen und Bewertungen liefern:

• Ökonomisch (auf Basis vorliegender CAPEX- und OPEX-Schätzungen, aus erforderlichen Anlagenkapazitäten skalierter Kostenschätzungen (Literatur oder Erfahrungen) – schließlich in Marktbewertung mündend)
• Technologie bewertend hinsichtlich Flexibilisierung und Dynamisierung sowie Skalierbarkeit
• Akzeptanz, also umwelt- und gesellschaftliche Aspekte, aber auch Infrastruktur-Notwendigkeiten für erforderliche Logistik)

Folgt: Beispiel Syntheseroute Methanol