Das Technologietransfer-Projekt untersucht, wie Prozessgase aus der Stahlerzeugung großtechnisch und möglichst wirtschaftlich in Ammoniak und Methanol umgewandelt werden können (Bild: Fotolia 6914219)
„Die Philosophie hinter dem Projekt ist die Umsetzung eines breit angelegten cross-industriellen Ansatzes. Eine solche systemübergreifende Lösung führt zu besseren Ergebnissen als die heute schon optimierten Branchenlösungen. Die Zusammenarbeit zwischen Stahl und chemischer Industrie soll eine wirtschaftliche stoffliche Verwertung, von bei der Stahlherstellung benötigtem Kohlenstoff, bis hin zu Düngemitteln oder Treibstoff ermöglichen. Das Projekt hat damit das Potenzial, den CO2-Ausstoß der Hütte auf nahezu Null zu reduzieren“ erläutert Dr. Reinhold Achatz, Technologiechef von Thyssenkrupp.
Prof. Robert Schlögl, Direktor am Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion in Mülheim: „Unser Institut sieht seine Aufgabe darin, die grundlegenden chemischen Prozesse der Energieumwandlung zu erforschen, um somit zur Entwicklung neuer und leistungsfähiger Katalysatoren beizutragen.“ Den Beitrag des Fraunhofer-Instituts für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik skizziert dessen Leiter Prof. Eckhard Weidner: „Wir werden die im Projekt erforschten Prozesse gezielt in die industrielle Anwendung überführen.“
Planerische und wissenschaftliche Vorarbeiten für das Projekt haben Thyssenkrupp mit ihren Kon-zernunternehmen ThyssenKrupp Steel Europe, Deutschlands größtem Stahlhersteller, und Thyssenkrupp Uhde, einem führendem Ingenieurunternehmen für Chemie-, Raffinerie- und andere Industrieanlagen, sowie mit dem Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion in Mülheim bereits in einem gemeinsamen Vorbereitungsprojekt geleistet.
Industriepartner BASF, Bayer, RWE und Siemens – offen für weitere Mitglieder
Entsprechend groß ist das Interesse kooperationsbereiter Partner: Rund 40 Vertreter von Forschungsgesellschaften, Universitäten und Unternehmen versammelten sich im Dezember 2013 in Duisburg, um das Projekt auf den Weg zu bringen. Zu dem Kreis gehören neben der Fraunhofer-Gesellschaft und der Max-Planck-Gesellschaft die Ruhr-Universität Bochum, die Universität Duisburg-Essen und das in Duisburg ansässige Zentrum für Brennstoffzellentechnik. Die ersten industriellen Partner sind neben ThyssenKrupp BASF, Bayer, RWE und Siemens. Die Gruppe ist offen für weitere Mitglieder.
Wenn die Partner erfolgreich sind, wird in etwa 10 Jahren CO2 ein wertvoller Rohstoff sein und das Klima deutlich weniger belasten. Hinzu kommt: Überschüssige Erneuerbare Energie könnte dann direkt für die Herstellung industrieller Produkte eingesetzt werden. Dabei entsteht ein neues, branchenübergreifendes Netzwerk aus Stahlherstellung, Stromerzeugung und Chemieproduktion. Diese Industrien beschäftigen in Nordrhein-Westfalen fast 200.000 Menschen.
„Bayer Materialscience hat bereits zeigen können, dass CO2 als neuer Baustein für die nachhaltige Herstellung von Kunststoffen in Frage kommt“, sagt Produktionsvorstand Dr. Tony van Osselaer. „Damit ist ein Anfang gemacht. Nun sollten Industrie, Wissenschaft und Politik das Momentum nutzen und die Verwendung von CO2 als chemischem Rohstoff auf breiter Basis vorantreiben.“ Prof. Rolf Hellinger, der in der Siemens Corporate Technology das Technologiefeld Power & Energy Technologies leitet, ergänzt: „Die im Rahmen der Zusammenarbeit entwickelten Umwandlungsprozesse für industrielle Abgase sind ein wichtiger Baustein für künftige, nachhaltige Energiesysteme.“
Gute Erfolgsaussichten
Die Erfolgsaussichten für das Projekt sind gut, heißt es bei dem Stahlhersteller, denn die grundlegenden chemischen Abläufe und die benötigten Technologien sind weitestgehend bekannt. Ziel des Projektes ist es, für die Anwendung wichtige Fragen zu klären, wie zum Beispiel Katalysatorstandzeiten, Aufreinigung der Gasströme, oder effiziente Prozessführung. Schon jetzt ist die Umwandlung von Prozessgasen aus der Hütte in Ammoniak als Vorprodukt für Düngemittel technisch machbar, aber noch nicht wirtschaftlich. Dabei würde auch ein Teil des in den Hüttengasen enthaltenen CO2 verwertet. Möglich wäre auch die Erzeugung von Methanol aus Hüttengas, ein Prozess bei dem die enthaltenen CO2-Anteile fast vollständig verwertet werden könnten.
Für den Einsatz erneuerbarer Energien bei der chemischen Umwandlung würden Katalysatoren gebraucht, die starke Schwankungen im Prozess verkraften. Speziell in diesem Bereich besteht noch Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Eine weitere Herausforderung: Will man das im Hüttengas enthaltene CO2 vollständig umwandeln, geht das nicht ohne größere Mengen an zusätzlichem Wasserstoff. Hier gilt es, neue wirtschaftliche Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff zu entwickeln, die auch bei stark schwankender Energieversorgung funktionieren.
(dw)
