Nachhaltige chemische Konversion in Industrie – 2
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 in marktfähige Chemieprodukte oder Treibstoffe umgewandelt werden. Im Rahmen der 1. Konferenz zur nachhaltigen chemischen Konversion in der Industrie am 20. und 21. 11.2017 in Düsseldorf befassten sich zahlreiche Referenten mit der Problematik. Solarify fasst einige der Beiträge zusammen. Es folgen Andreas Frey (Linde), Markus Oles (thyssenkrupp), Karen Perrey (Covestro) und Zea Strassberger (Akzo Nobel).
Andreas Frey, Linde AG, sprach über das Thema: „Vom Abgas zum Einsatzgas – Anwendungsmöglichkeiten modernster Gasaufbereitungstechnologien“, und sagte: „Wir können Wasserstoff in jeder Reinheit produzieren: „Wenn der Kunde will, dass wir 5 Neunen hinter der 99 machen sollen, dann machen wir das.“
Die Adsorptionstechnologie (PSA) ist beliebig skalierbar (Grafik vergleicht alt-neu) – selbst starke Schwankungen können abgefedert werden. Allerdings ist die Langzeit-Stabilität noch problematisch.
Frey wies auf vier Schichten der Adsorption hin – es handle sich bei der PSA-Technologie nicht um eine simple Wasserstoffreinigung, sondern um ein physikalisches Funktionsprinzip. Der „Trick“ bei der PSA bestehe im Durchlauf der verschiedenen Stufen.
Mittlerweile habe Linde den Durchfluss von 400.000 auf 500.000 Nm³/h erhöht. Frey nannte PSA die optimale Technologie zur Gewinnung von H2 aus Hochofengas.
Markus Oles von thyssenkrupp begann
seinen Vortrag unter dem Titel „Transformationsprozess in der energieintensiven Industrie und Fragestellungen in Carbon2Chem“ mit einem schlagenden Vergleich: „thyssenkrupp braucht so viel Energie wie die Stadt Berlin“. Dann holte er weit aus: Die Kreisläufe seien über Millionen Jahre im Gleichgewicht gewesen – dann hätten anthropogene Einflüsse, auch El Niño mit zusätzlicher Beschleunigung – für Unruhe gesorgt. Nun sei die Frage: „Wie kriegen wir die wieder ins Gleichgewicht? Die Kreisläufe hätten zum ersten Mal 400 ppm überschritten, ein dramatischer Wert – „das hat es in der Vergangenheit nie gegeben“. Wir müssten Emissionen kompensieren – Möglichkeiten dazu seien etwa: Aufforstung (fragwürdig) oder Nutzung (CO2 werde dann wieder in den Kreislauf zurück geführt).
Drei Komponenten – Kokerei, Hochofen und Stahlwerk – machen den Keislauf von Carbon2Chem aus. Die Hüttengase daraus gehen in die Chemieanlage, die Energie aus den Hüttengasen ins Kraftwerk. Ein Problem dabei ist die hohe Volatilität der Hüttengase. Ein Hochofen ist schnell auf 20% heruntergefahren, doch die Volatilität der Erneuerbaren Energie ist schwerer aufzufangen, daher muss man Speichermöglichkeiten suchen. Einmal hergestellter Stahl kommt nach 25 Jahren wieder zurück; die ingesamt recycelte Menge bezifferte Oles auf etwa 70 Prozent. Beim Kunststoff seien es allerdings 98 Prozent (aber das meiste davon werde „thermisch recycelt“, das heißt verbrannt). Oles nannte Synfuels „denkbar“ – dafür brauche man aber mit 75 Mio t CO2/a die Abgaase der gesamten Stahlproduktion – langfristig 2,5 Mrd. t CO2.
Mit Kosten von etwa 40 Mio will thyssenkrupp etwa am 15.03.2017 eine neue Anlage für Carbon2Chem in Betrieb nehmen, dann in die Methanolsynthese und Polymere-Produktion einsteigen – Oles: „Wir hoffen, dass wir im nächsten Jahr beginnen können, Hüttengas in reale chemische Produkte umzusetzen“.
Technisch ist alles machbar, der Einfluss auf das Klima durch die großindustrielle Skalierung muss bewiesen werden. Im Technikum werden das die nächsten 2-3 Jahre zeigen. Kosten ca. 1 Mrd.Euro. Doch niemand investiert in eine Techniologie, die nicht 2-3 Jahre gelaufen ist – also wird es nicht vor 2030 richtig losegehen. Eine riesige Herausforderung wird die Stromverfügbarkeit bis 2030. Gegenwärtig verbrauchen wir 60 GW – 560 TWh/a – im Gespräch sind aber 3.000 TWh (etwa 3mal so viel wie die aktuelle regierungsamtliche Planung). Eine Vergleichzahl nannte Oles zum Schluss: Jeder deutsche braucht 270 kg Stahl und 300 kg Zement und isst 88 kg Fleisch im Jahr. Von wegen CO2-Emissionen.
Folgt: Karen Perrey