Klimagift als Wertstoff: Aus CO2 können Produkte und Energieträger entstehen

20.12.2011 Das Steyrer Forschungsunternehmen PROFACTOR widmet sich in einem Forschungsschwerpunkt der Verwertbarkeit des Klimagifts CO2. Das könnte vor allem für energieintensive Industrien interessant sein, die von hohen Kosten für Emissionsrechte betroffen sein we

Steyr- ‘Wir forschen intensiv an Lösungen, CO2 als Rohstoff für industriell verwertbare, hochwertige Chemikalien und Produkten zu nutzen’, sagt Manfred Reiter von PROFACTOR. ‘Der große Vorteil zu den herkömmlichen Verfahren, die auf einer Abtrennung und Verwahrung des CO2 basieren: Die Herstellung von industriell nutzbaren Basischemikalien bzw. Energieträgern wie Methan, Methanol, Lösungsmitteln oder Kunststoffen aus dem Klimagift bedeutet eine zusätzliche Wertschöpfung.’ In einem weiteren Forschungsprojekt wird versucht, CO2 für die Speicherung von Strom aus erneuerbaren Energien heranzuziehen.


CCP: Projekt mit einem Zementwerk


Im Projekt CCP (Carbon Capture in Products) wurde gemeinsam mit einem Zementwerk ein dreistufiges Verfahren entwickelt: 1. CO2 wird aus dem Abgas aufkonzentriert. 2. Das reaktionsträge Gas wird in reaktive Bestandteile umgewandelt. 3. Endprodukte werden erzeugt. Reiter: ‘Eine der Herausforderungen ist es, die 1.000 Tonnen CO2, die bei einem mittleren Zementwerk täglich anfallen, zu verarbeiten.’ Ziel der Forschungen ist eine industriell akzeptable Energiebilanz des CCP-Verfahrens für den Industriebetrieb mit einer betriebswirtschaftlich positiven Bewertung.

Bio-CCP: Bakterien helfen bei der Produktion

Beim Projekt Bio-CCP werden CO2 und Wasserstoff mit Hilfe Kohlendioxid-verwertender Mikroorgansimen zu hochwertigen Grundstoffen für die chemische Industrie umgesetzt. ‘Der von uns entwickelte Prozess ist technologisch einfach handhabbar, gut skalierbar und wirtschaftlich umsetzbar, weder hohe Temperaturen noch hohe Drücke sind nötig’, sagt Reiter. ‘Die Investitions- und Betriebskosten sind gering, der Flächenbedarf ist vernachlässigbar.’ Das CO2 stammt aus Industrieabgasen oder wird aus der Atmosphäre entnommen. Der notwendige Wasserstoff steht teilweise als Nebenprodukt eines chemischen Prozesses zur Verfügung oder wird durch Elektrolyse aus regenerativer Energiequellen wie Wind, Wasser oder Sonnenkraft erzeugt.


Reg-Store – Mit Mikroorganismen und CO2 soll Strom effizienter gespeichert werden

Im Forschungsprojekt REG-STORE ist PROFACTOR auf der Suche nach einer effizienten Methode, elektrische Energie – im konkreten: aus regenerativen Quellen erzeugten Strom - zu speichern. Das Projekt knüpft daran an, dass gewisse Mikroorgansimen CO2 reduzieren können, wobei Grundchemikalien und Energieträger wie Ethanol, Butanol, Essigsäure oder Methan anfallen. Kohlendioxid wird dabei selbst als Grundbaustein der Synthese eingesetzt. Bisherige Ansätze zu vergleichbaren CO2-Verwertungen wandeln hierfür den regenerativen Strom in Wasserstoff um und verbinden diesen Wasserstoff mit CO2 zu gut speicherbaren Energieträgern.

Das Projekt REG-STORE geht hier noch einen Schritt weiter. Anstelle des Umwegs über Wasserstoff wird der Strom direkt mit CO2 zu den gewünschten Produkten in den Mikroorganismen umgewandelt. Das soll eine höhere Effizienz bewirken.
Teure Katalysatoren, die bislang bei der Reduktion von CO2 eingesetzt werden, sollen mit MEC (Microbial Electrolysis Cells) ersetzt werden. Diese Mikroorgansimen agieren als ‘interne Kraftwerke’ agieren, um elektrische Energie in Form von einfach handhabbaren Energieträgern zu speichern. Das Konzept ist weitgehend neu, MEC sind kaum erforscht. Das macht eine Reihe innovativer
Untersuchungsmethoden nötig.

Der Einsatz von Mikroorganismen als Katalysatoren für die elektrochemische CO2-Reduktion verspricht für einen Einsatz in der Praxis entscheidende Vorteile: Weder hohe Drücke noch hohe Temperaturen sind nötig, die Symbiose von Elektrochemie und Bio-Technologie ermöglicht damit dezentrale Anlagen. Im Gegensatz zu rein elektrochemischen Verfahren verspricht die Methoden eine
höhere Produktspezifität.