Lanzatech-Projekt in China
| von Jona Göbelbecker
  • Mithilfe spezieller Mikroben lässt sich in einem neuen Verfahren aus kohlenmonoxid- und wasserstoffhaltigen Restgasen Ethanol herstellen.
  • Mit dieser Wiederverwertung von Abfallströmen anstelle deren Verbrennung können auch Chemieunternehmen ihre CO2-Emissionen verringern.
  • Für ein erstes kommerzielles Projekt in der Stahlindustrie lieferte der Schweizer Hersteller Egger seine Kreiselpumpen.

Bei der Technologie zur Gasfermentation wird mit Hilfe von speziellen Mikroben zunächst Ethanol aus kohlenmonoxid- und wasserstoffhaltigen Restgasen hergestellt. Mit dieser Wiederverwertung von Abfallströmen anstelle deren Verbrennung können Industrieunternehmen CO2-Emissionen verringern. Ethanol kann zum Beispiel der Ausgangsstoff für Diesel und Benzin oder Flugzeugtreibstoff sowie für Kunststoffe und Polymere sein. Das Produktportfolio von Lanzatech umfasst neben Ethanol aber auch weitere Biochemikalien wie chemische Spezialitäten und Zwischenprodukte, die als Ausgangsstoffe für andere Produktionsprozesse in der Chemie verwendet werden können. Die Technologie hat außerdem das Potenzial zur Aufbereitung und Wiederverwertung von Abfallströmen in der chemischen Industrie oder von kommunalen Entsorgern. 2018 hat daher auch der Chemiekonzern BASF über seine Venture Capital in das Unternehmen investiert.

Erster Einsatz in der Stahlindustrie

Potenzial hat dieser Ansatz für die Abscheidung und Wiederverwendung von Kohlenstoff auch in der Stahlindustrie. Dort wird Kohlenstoff hauptsächlich als Reagens bei der chemischen Reduktion von Eisenoxid zu metallischem Eisen verwendet. Demzufolge ist Kohlenstoff in Form von CO und CO2 als Nebenprodukt des industriellen Prozesses unvermeidlich. Um eine Freisetzung in die Atmosphäre zu verhindern, werden die Abgase in einen Gärtank eingespritzt, in welchem die Mikroorganismen sie umwandeln. Lanzatech und die chinesische Gruppe Shougang haben 2018 die weltweit erste kommerzielle Massenproduktionsanlage gestartet, die Stahlwerksabgase wiederverwertet. Die Fabrik befindet sich im Stahlwerk Jingtang in Caofeidian in China und setzt die Technologie für eine Ethylalkohol-Produktionskapazität von 46.000 Tonnen im Jahr ein. Sie ist seit Anfang Mai 2018 in Betrieb und hat alle Erwartungen erfüllt.

Gasfermentation
In dem Verfahren werden Abgasströme über die Gasfermentation zunächst zu Ethanol recyclet. Bilder: Egger

Pumpen sorgen für Zirkulation der Nährlösung

Für die Zirkulation der Fermentationsnährlösung dieses Prozesses werden zahlreiche Pumpen benötigt. Größte Schwierigkeit und besondere Herausforderung für Kreisel- und Axialpumpen sind einerseits der hohe Gasgehalt und andererseits die Notwendigkeit, die Bildung großer Gasblasen und die Zerstörung von Mikroorganismen zu vermeiden. Um die erforderlichen Hauptausrüstungen wie Pumpen zu validieren, wurde eine erste Pilotanlage gebaut.
Das Team von Egger in Shanghai wurde 2017 kontaktiert und hat versuchsweise eine Pumpe zur Verfügung gestellt. Die EO-Radialpumpe mit halboffenem Laufrad funktionierte dabei für den Prozess so gut, dass der Hersteller für die Lieferung der betriebskritischen 25 großen Kreiselpumpen dieser ersten industriellen Anlage ausgewählt wurde. Bemerkenswert ist, dass am Standort einzig die Schweizer Pumpen nicht aus China stammen.

Auch Chemieprojekte schreiten voran

Angesichts des Erfolgs dieses ersten Projektes schreiten nun zahlreiche weitere Projekte in China, Europa, Indien, den Vereinigten Staaten und Südafrika voran. So sieht auch Mibelle, ein Tochterunternehmen der großen Schweizer Einzelhandelsgruppe Migros, Potenziale in dieser Technologie. Seit August 2020 sind dort Reinigungsmittel zu erwerben, die einen gewissen Anteil an Recycling-Alkohol enthalten. Der aus dem Kohlestoff-Recycling gewonnene Alkohol soll dann mittelfristig die gesamte Menge an herkömmlich hergestelltem Alkohol im Bereich Wasch-, Putzmittel und Kosmetik ersetzen. „Zudem prüfen wir aktuell, Verpackungen auf den Markt zu bringen, für deren Herstellung die gleiche Technologie genutzt werden kann“, erklärt CEO Luigi Pedrocchi.

 

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