MemWITT: Effiziente CO₂-Abtrennung durch Membranen

Mit dem Projekt MemWITT geht das Zementwerk Wittekind wichtige Schritte in Richtung großtechnische und marktfähige Technologie zur Erreichung der Klimaneutralität. Die CO₂-Abscheidung mittels keramischer Membranen ist hinsichtlich der Energieeffizienz ein vielversprechendes Verfahren, das in diesem Projekt weiterentwickelt wird. 

Herausforderungen in der Zementindustrie

Die Zementindustrie gehört zu den Branchen, bei denen die Entstehung von CO₂ nicht vermieden werden kann und daher der Einsatz von Technologien zur Abscheidung (CC, Carbon Capture) und anschließender Nutzung (CCU, Carbon Capture and Utilization) oder Speicherung (CCS, Carbon Capture and Storage) des Treibhausgases notwendig ist. Eine solche Lösung stellt die CO₂-Abscheidung per Membran dar, die im Projekt MemWITT mit einer Pilotanlage in der Praxis erprobt wird. 

Abscheidung von CO₂ durch Membrantechnik

Die Membrantechnik ist ein physikalisches Trennverfahren, das einen Abgasstrom in mehrere Ströme aufteilt – je nachdem, ob diese die Membran passieren (Permeat) oder von ihr zurückgehalten werden (Retentat) - und so das CO₂ aufkonzentriert. Zur fachlichen Zusammenarbeit wurde mit der DBI-Gruppe und dem Fraunhofer Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS) am Standort in Hermsdorf eine Forschungsgemeinschaft gebildet, um den bestmöglichen Betrieb der Anlage sowie eine optimale Nutzung der gewonnenen Daten zu gewährleisten. Durch diese Kooperation ist das Projekt MemWITT sowohl in die Forschung als auch in die Entwicklung eingebunden. 

Die anorganischen Membranen auf Basis eines keramischen Trägers und mit einer Kohlenstoffschicht als Trennschicht werden vom Fraunhofer IKTS über ein selbst entwickeltes Verfahren hergestellt. Das DBI liefert das Know-how in der Anlagentechnik und für die Prozessparameter für die selektive CO₂-Abtrennung. In dem aktuell zweistufigen Prozess wird zunächst aus dem Abgasstrom des Zementwerkes ein Teilstrom abgenommen und zur ersten Stufe der Membrananlage geführt. In einer nachgelagerten zweiten Stufe wird das CO₂ auf über 95 Prozent angereichert und abschließend per Kompressor in Druckflaschen abgefüllt. 

Weiterverwendung des abgeschiedenen CO₂

Was geschieht nun mit dem abgeschiedenen CO₂? Durch die Zusammenarbeit mit dem Schmierstoffhersteller KAJO GmbH wird eine nachhaltige Nutzung des produzierten Gases durch Einbindung in den biologisch abbaubaren Schmierstoff KAJO®-BIO-Grease CASX 2 gewährleistet. So entsteht durch vorhandene regionale Synergien eine CCU-Kette zur stofflichen Nutzung von CO₂. 

Ein Beitrag zur Erreichung von Klimaneutralität 

Mit MemWITT geht das Zementwerk Wittekind wichtige Schritte in Richtung großtechnische und marktfähige Technologie zur Erreichung der Klimaneutralität, wobei der Fokus weniger auf der abgeschiedenen CO₂-Menge und mehr auf der Generierung von Versuchsdaten liegt. Die gewonnenen Ergebnisse der kleinskaligen Versuchsanlage werden dafür verwendet, das Potenzial und die Limitierungen dieser Technologie abzuschätzen und die Basis für einen großskaligen Einsatz in der Zementindustrie zu schaffen.