CO2-Management

 Wie eine CO2-Reduktion erreicht und klimaschädliche Emissionen verhindert werden.

Kohlenstoffdioxid ist einer der Stoffe, die maßgeblich zur Erderwärmung und zum Klimawandel beitragen. Den Anteil von CO2 in der Luft zu reduzieren, ist daher eine der größten Herausforderungen heutiger Generationen – noch besser ist aber, wenn CO2 gar nicht erst entsteht.

Damit das gelingt, existieren unterschiedliche Lösungen. Zentral ist dabei die Dekarbonisierung von Produktionsprozessen, d.h. es wird vermieden, dass CO2 bei der Produktion entsteht. Technische Verfahren, die Wärme benötigen, können in Zukunft zum Beispiel statt kohlenstoffhaltiger Brennstoffe wie Erdöl, Kohle oder Erdgas klimafreundliche Alternativen wie Wasserstoff oder Strom aus Erneuerbaren Energien nutzen.

Einige Industrieprozesse – wie zum Beispiel die Aluminiumproduktion –  funktionieren ohne Kohlenstoff als Hilfsstoff bisher jedoch nicht. Hier müssen neue Herstellungsprozesse entwickelt werden, in denen Kohlenstoff keine Rolle mehr spielt. Nur so kann vermieden werden, dass neues CO2 entsteht.

 

Klimaneutrale Brennstoffe und neue Industrieprozesse zentral für CO2-Vermeidung

In Prozessen, in denen es nicht möglich ist, auf Kohlenstoff zu verzichten, bietet sich eine andere Lösung: Statt auf fossile Kohlenstoffquellen zu setzen, können alternative, nachhaltige Kohlenstoffquellen, wie nachhaltige Biomasse, Reststoffe und Recyclingmaterial zum Einsatz kommen. Dieser Prozess wird auch Defossilisierung genannt. Um den globalen Kohlenstoffkreislauf im Gleichgewicht zu halten, darf in einem Produktionsprozess nur so viel CO2 entstehen, wie auch im gleichen Zeitraum auf der Erde von Pflanzen und Meeren auf natürliche Weise wieder gebunden werden kann.

 

Fossile Brennstoffe bringen globalen Kohlenstoffkreislauf ins Ungleichgewicht

Dieser globale geschlossene Kohlenstoffkreislauf funktioniert mit fossilen Kohlenstoffquellen wie Kohle, Erdgas oder -öl nicht: Sie wurden über Millionen von Jahren gebildet – lange bevor menschliches Leben auf der Erde möglich war – und haben dabei Unmengen von Kohlenstoff gespeichert. Durch die Nutzung und Verbrennung der fossilen Ressourcen wird dieser Kohlenstoff mit einer nie dagewesenen Geschwindigkeit wieder frei. Dieser in Form von CO2 freigesetzte Kohlenstoff kann nur langsam in Biomasse oder gar in zukünftige fossile Ressourcen umgesetzt werden und reichert sich so immer weiter in der Atmosphäre an – mit dem Effekt der globalen Erderwärmung.   

 

Abgeschiedenes CO2 weiter nutzen oder speichern

In manchen Prozessen ist es jedoch nicht möglich, die CO2-Entstehung gänzlich zu vermeiden, beispielsweise setzt der Rohstoff Kalkstein beim Brennvorgang in der Zementherstellung selbst CO2 frei. In diesen Fällen muss mit dem anfallenden CO2 ein Umgang gefunden werden. Wichtig ist zu verhindern, dass das CO2 nicht in die Atmosphäre gelangt. Das bedeutet, dass in die Anlagen, in denen CO2 entsteht, eine CO2-Abscheidetechnologie integriert werden muss. Das abgeschiedene CO2 wird dann an einen Ort transportiert, an dem es weiter genutzt werden kann. Alternativ wird es zu geologischen Lagerstätten transportiert, wo es langfristig gespeichert wird.

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Aktuelle Publikationen

CO2 in einer klimaneutralen Grundstoffindustrie

Das gemeinsam mit 17 Partnern aus Industrie und Wissenschaft erarbeitete Diskussionspapier der Arbeitsgruppe Kohlendioxidwirtschaft fasst Impulse und konkrete Anforderungen für ein nachhaltiges Carbon Management zusammen.

1.928 MB 22.12.2021 pdf

Gutachten: Rechtliche Rahmenbedingungen einer Kohlendioxidwirtschaft

Das Gutachten zeigt die rechtlichen Rahmenbedingungen zu den Themen Klassifizierung, Transport, Speicherung und Nutzung von­ CO2 auf. Ein Arbeitsergebnis der AG Kohlendioxidwirtschaft.

729 MB 22.12.2021 pdf

Diskussionspapier zu Unvermeidbarer­ CO2-Entstehung

Das Diskussionspapier liefert einen Beitrag für den Dialog zur zukünftigen Rolle der Kohlendioxidwirtschaft in Nordrhein-Westfalen. Arbeitsergebnis der AG Kohlendioxidwirtschaft.

1.182 MB 22.12.2021 pdf

Best Practice

NRW.Energy4Climate präsentiert ausgewählte Forschungs- und Anwendungsprojekte aus Nordrhein-Westfalen, die die Transformation in Richtung Klimaneutralität ermöglichen. Hier erhalten Sie einen Überblick über herausragende Projekte im Bereich CO2-Management, die Akteure aus verschiedensten Branchen bereits heute umsetzen.

Mitarbeiter an Syntheseanlage mit monolitischem Reaktor und neuewm Katalysator

Themenfeld

ALIGN-CCUS & TAKE-OFF

Kohlenstoffdioxid als Rohstoff nutzen und damit Emissionen vermeiden, ist Kerngedanke der Projekte „ALIGN-CCUS“ und „TAKE-OFF“. Während das Pilotprojekt ALIGN-CCUS darauf abzielte, Dimethylether aus abgeschiedenem CO2, Strom und Wasser herzustellen, geht das Folgeprojekt TAKE-OFF einen Schritt weiter: Aus DME soll hier in einem weiteren Prozessschritt effizient Flugzeugtreibstoff hergestellt werden.

 
Aussicht der Pilotanlage am Vorwärmer.

Industrie & Produktion

CLEANKER

Mit Hilfe des integrierten Calcium-Looping-Prozesses wird im Projekt „CLEANKER“, bei dem u. a. der Verein Deutscher Zementwerke e. V. (VDZ) beteiligt ist, daran gearbeitet, prozessbedingte­ CO2-Mengen bei der Zementherstellung sicher aufzufangen und nutzbar zu machen.

 
Versuchsanlage in Halle

Industrie & Produktion

Rheticus

Im Projekt Rheticus erforschen Evonik und Siemens­ CO2 als alternativen Rohstoff für die Chemieindustrie und kombinieren dabei erstmals Erneuerbare Energien, Elektrolyseverfahren und Fermentation.

 
Menschen in Schutzkleidung vor Industrieanlage

Industrie & Produktion

Leilac by Calix

Die bei der Produktion von Zement unvermeidbaren­ CO2-Emissionen abtrennen und auffangen, das ist Ziel des vom Technologieunternehmen Calix geleiteten Projekts LEILAC. Die Pilotanlage betreibt der Zementhersteller HeidelbergCement.

 
Einblick in das Stahlwerk, wo Carbon2Chem die Emissionen in wertvolle Chemikalien umwandelt.

Industrie & Produktion

Carbon2Chem

Um die­ CO2-Emissionen bei der Stahlproduktion zu reduzieren, arbeitet thyssenkrupp im Forschungsprojekt „Carbon2Chem“ an einer stofflichen Nutzung von Hüttengasen als Rohstoff für Chemikalien.

 
Chemische Anlage mit vielen Schläuchen und Reaktionsgefässen im Labor

Industrie & Produktion

Cardyon by Covestro

Covestro nutzt Kohlendioxid als Rohstoff für Kunststoffe. Das Verfahren ermöglicht die nachhaltigere Produktion in der Chemie- und Kunststoffindustrie.

 

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