Carbon2Chem®-Konferenz in Düsseldorf 1

Nachhaltige chemische Konversion in der Industrie – Vortrag Michael Bender, BASF

Im Verbundprojekt Carbon2Chem® (s. solarify.eu/co2-als-rohstoff-carbon2chem) werden auf der Basis katalytischer Verfahren Technologien für chemische Synthesen entwickelt, mit denen Hüttengase aus der Stahlproduktion gereinigt, konditioniert und in marktfähige Chemieprodukte oder Treibstoffe umgewandelt werden können. 18 Partner aus Politik, Industrie und Wissenschaft hatten am 27.06.2016 unter der Bezeichnung Carbon2Chem eine groß angelegte Klimaschutz-Initiative, darunter das Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion (MPI CEC) in Mühlheim, das BMBF, das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT und die thyssenkrupp AG, gestartet, die einen entscheidenden Schritt von der umstrittenen CCS (Carbon Capture and Storage) hin zur CCU (Carbon Capture and Utilization/Use) unternimmt.

Im Rahmen der 1. Konferenz zur nachhaltigen chemischen Konversion in der Industrie am 20. und 21. 11.2017 in Düsseldorf befassten sich vor etwa 100 Teilnehmern aus allen drei Bereichen zahlreiche Referenten mit dieser Problematik. Solarify fasst einige der Beiträge zusammen.

Es beginnt Michael Bender, BASF – er sprach über die “Herstellung synthetischer Kraftstoffe aus Hüttengas – Herausforderungen und Chancen” – er nannte als eigentliche Frage: “Wie schnell könnten wir damit an den Markt gehen?” und er nannte ein neues Vorhaben namens NAMOSYN (nachhaltige Mobilitäts-Offensive Synthetische Kraftstoffe) in dem als Folge-Projekt aus Carbon2Chem vor allem synthetische Kraftstoffe wie Oxymethylenether (OME) erforscht werden sollen.

Ein Problem sind laut Bender Verunreinigungen in den Hüttengasen. DME (Dimethyether) sei dennoch relativ einfach herstellbar (aber Schwefel- Stickstoffverunreinigungen wirken sich wirtschaftlich problmatisch aus). Bei der Formaldehyd-Synthese müsse man Wasserstoffverluste vermeiden, daher sei es besser, Methanol direkt zu dehydrieren, das spare Wasserstoff. Schließlich kam Bender auf ein vereinfachtes OME-Verfahren zu sprechen: eine einfache Synthese, allerdings mit anspruchsvoller Aufarbeitung – dabei muss Wasserfreiheit  dauerhaft gewährleistet werden.

Wasserkondensation bei Verbrennung synthetischer Kraftstoffe entspricht Hälfte der aktuellen PV- und Windenergieproduktion

Bender setzte sich dann mit den CO2-Emissionen von Stahlerzeugung und Verkehr auseinander – ohne und mit Sektorenkopplung: Stahl verursache 20,4 Millionen Jahrestonnen (Mio. jato) Emissionen – der Verkehr 5,2  Mio, das seien in Summe 25,6. Kopple man nun Stahl und Verkehr (inklusive OME-Produktion), dann ergebe sich ein Delta von 22,7 Mio. jato = knappe 3 Mio. jato Reduzierung. Dazu komme aber, dass man dann kein Rohöl mehr einkaufen müsse, das spare viel CO2. Allerdings sei Sektorkopplung kein Allheilmittel, sie müsse vielmehr nüchtern betrachtet werden.

Große Verluste entstehen bei der OME-Herstellung aus CO2 und Wasser derzeit noch durch die Prozessabwärme – das kann eventuell durch einen neuen Katalysator verbessert werden. Die Wasserkondensation – gemeint ist der entstehende Wasserdampf bei der Verbrennung synthetischer Kraftstoffe im Motor – entspricht der Hälfte der aktuellen PV- und Windenergieproduktion – so Bender.

Ein Vergleich von Energieaufwand und Emissionen fossiler und OME-Kraftstoffe für Deutschland ergibt zwar für 2015 auf der fossilen Seite 650 TWh Stromverbrauch und 170 Mio jato CO2-Emissionen – aber auf der OME-Seite als Projektion etwa 1.140 TWh und ca. 190 Mio jato CO2.. Wenn die politische Entscheidung in die Richtung falle, dürfte aber keine anderen CO2-Emissionen mehr erlaubt sein. Laut Bender kann regenerativer Strom den Bedarf für E-Fuels nicht decken.

Dennoch gebe es einen sinnvollen Weg, OME als Dieselzusatz herzustellen, der sollte auch weiter beforscht werden. Wir sollten dabei aber nicht auf das CO2 starren, sondern auf die Energie schauen.

Benders Zusammenfassung “Ergebnisse und Konsequenzen  – Die großen Linien”

  • OME können als Diesel-Komponente aus Hüttengasen hergestellt werden.
  • Die Energieeffizienz derzeit verfügbarer OME-Syntheseverfahren ist jedoch nicht ausreichend.
  • Das Potenzial für Erneuerbaren Strom ist derzeit in Deutschland zu klein für einen E-Fuels-Massenmarkt.
  • Die Strom-Nutzung für OME-Kraftstoffe konkurriert zudem mit der Stromnachfrage von Batterie-Fahrzeugen.
  • OME sind aber als partikelarme Kraftstoffkomponenten für einen zukünftigen Diesel-Nischenmarkt denkbar.
  • Die Hütte in Duisburg könnte Hüttengas für ca. 3,8 Mio jato OME-4 (5,5 % dt. Diesel-Volumen) liefern.
  • Die Aufarbeitung der Hüttengase wäre zwar technisch möglich, ist aber derzeit nicht wettbewerbsfähig.
  • Die CO2-Einsparung durch Sektorkopplung von Stahl und Verkehr ist begrenzt (-14 %)
  • Substituierende Energiebedarfe für die Hütte (Eneuerbarer Strom & Erdgas) sind signifikant.

Das Projekt wird in Carbon2Chem (vorerst) nicht weitergeführt, was auf das Bedauern vieler Teilnehmer stieß.

->Quelle: Text und Fotos, soweit nicht anders angegeben: Gerhard Hofmann