Neues Verfahren erzeugt Energie und vernichtet gleichzeitig CO2

Energie aus überreichlich vorhandenem Kohlendioxid herstellen: Dies wollen BASF, Linde und ThyssenKrupp gemeinsam mit Forschern in den nächsten drei Jahren großtechnisch in die Tat umsetzen. Das Ziel: In einem Hochtemperaturprozess soll CO2 in Wasserstoff und Kohlenstoff umgewandelt werden.

Mehrere Unternehmen, darunter ThyssenKrupp, wollen in den nächsten drei Jahren eine Pilotanlage bauen, in der aus gewöhnlichem Kohlendioxid Wasserstoff und Kohlenstoff entsteht. Dabei soll die Anlage so effizient sein, dass sie mehr CO2 verbraucht als emittiert.

Foto: ThyssenKrupp Uhde

Mit 9,2 Millionen Euro fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung den Bau der Pilotanlage und die Forschungsarbeiten. Ziel ist es, das Klimagas Kohlendioxid (CO₂) künftig in großem Stil zu nutzen, um Synthesegas herzustellen. Das ist ein wichtiger Rohstoff für die chemische Industrie. Außerdem kann man daraus besonders schadstoffarm verbrennende Treibstoffe für Autos und Flugzeuge herstellen.

Ausgangsmaterial ist Erdgas (Methan), das noch viele Jahrzehnte in ausreichenden Mengen verfügbar ist, vor allem, wenn das so genannte Fracking angewandt wird, das Aufbrechen von erdgashaltigem Gestein in großen Tiefen.

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Verfahren entlastet das Klima

Das Methan wird in einem Hochtemperaturprozess oberhalb von 1000 Grad Celsius in seine Bestandteile zerlegt: in Wasserstoff, reinen Kohlenstoff in fester Form und kleine Mengen an CO₂. Fürs Aufheizen werden weniger als zehn Prozent des Methans verbraucht, das in diesem Prozess eingesetzt wird. Der Rest ist weiter nutzbar. Der Kohlenstoff etwa kann Koks in Hochöfen ersetzen, bei dessen Herstellung aus Kohle große Schadstoffmengen emittiert werden. Bei der Verbrennung von reinem Kohlenstoff entsteht nur CO₂.

Das CO₂, das in diesem Spaltprozess entsteht, wird mit weiterem Klimagas, das bei der Aufbereitung von Biogas zu synthetischem Methan frei wird, und Wasserstoff mit Hilfe eines Katalysators in Synthesegas umgewandelt. Der Wasserstoff knackt das stabile CO₂-Molekül. Übrig bleiben Wasser, Wasserstoff und Kohlenmonoxid. Nach der Abtrennung des Wassers kann das wertvolle Gasgemisch weiterverarbeitet werde.

Versuchsanlage wird gebaut

In den nächsten drei Jahren wollen BASF, Linde, ThyssenKrupp und Stahlforscher des VDEh-Betriebsforschungsinstitut in Düsseldorf sowie Chemiker der TU Dortmund Ergebnisse vorlegen. Geplant ist der Bau einer Versuchsanlage, in der die Prozessschritte getestet werden sollen. Während bei der direkten Verbrennung von Erdgas CO₂entsteht, soll die Bilanz bei dem neuen Verfahren positiv sein: Per Saldo wird CO₂vernichtet.

Außerdem ist der Energieverbrauch des Hochtemperaturprozesses gering, weil die Wärme stets zurückgewonnen wird. „Bei der Wasserstoffherstellung erwarten wir im Vergleich zu heutigen Standardverfahren um etwa 50 Prozent niedrigere CO₂-Emissionen. Gleichzeitig sind die Kosten der Wasserstoffherstellung besonders wettbewerbsfähig“, sagt BASF-Forscher Peter Schuhmacher.

Ein Beitrag von:

Wolfgang Kempkens

Wolfgang Kempkens studierte an der RWTH Aachen Elektrotechnik und schloss mit dem Diplom ab. Er arbeitete bei einer Tageszeitung und einem Magazin, ehe er sich als freier Journalist etablierte. Er beschäftigt sich vor allem mit Umwelt-, Energie- und Technikthemen.