Hohes Potenzial für CO2-Reduktion in der chemischen Industrie

Die Renewable Carbon Initiative (RCI), CO2 Value Europe (CVE) und das Nova-Institut haben eine Studie über das Potenzial zur CO2-Bindung in der chemischen Industrie veröffentlicht. Heute sei die Herstellung von Chemikalien und Folgeprodukten noch in hohem Maße von der Nutzung fossilen Kohlenstoffs abhängig. Dieser Kohlenstoff könne künftig aus der Abscheidung und Verwertung von CO2 (CCU − Carbon Capture and Utilization) aus Verbrennungsprozessen kommen. Das entlaste die Klimagasbilanz und bringe das Ausgangsmaterial für eine Vielzahl an Chemiebausteinen für beispielsweise Polymere oder Reinigungsmittel mit.

Die Studie "CO2 reduction potential of the chemical industry through CCU" (Potenzial für CO2-Reduktion in der chemischen Industrie durch CCU) untersucht in einem explorativen Szenario, welche Treibhausgasreduktionen in der globalen Chemie- und Folgeproduktindustrie erreicht werden können, wenn der gesamte Bedarf an eingebettetem Kohlenstoff ausschließlich durch CO2 anstatt aus fossilen Quellen gedeckt wird.

Methanolherstellung modelliert

Um das Thema transparent und verständlich darzustellen, werden starke Vereinfachungen vorgenommen. Als repräsentativer Weg, den Bedarf an Kohlenstoff für Chemikalien und Folgeprodukte mit erneuerbarem Kohlenstoff zu decken, wird Methanol (CH₃OH) gewählt. Es sei ein plausibles Szenario, Methanol eine zentrale Rolle bei der Versorgung der chemischen Industrie der Zukunft zuzuweisen.

Der untersuchte CCU-basierte Produktionsweg umfasst die CO2-Abscheidung als eine Kombination aus direkter Luftabscheidung (DAC) und der Abscheidung aus verschiedenen Punktquellen, die Wasserstoffversorgung und die Hydrierungsreaktion für die Methanolsynthese. Bei der CCU-basierten Methanolsynthese hängen die Treibhausgasemissionen von den Emissionen der erneuerbaren Energieerzeugung ab.

Die Emissionen von Methanol auf CCU-Basis sind im Vergleich zu den Emissionen von fossil-basiert hergestelltem Methanol um 67 bis 77 % niedriger, wenn auf aktuellem Stand produzierter Photovoltaikstrom verwendet wird. Mit einem komplett erneuerbaren Energiesystem könne die Reduzierung künftig sogar bei 96 bis 100 % liegen.
 
Weltweit steigende Nachfrage nach Kohlenstoff

Die jährliche weltweite Nachfrage nach in Chemikalien und Folgeprodukten enthaltenem Kohlenstoff steigt dem Szenario nach von heute 450 Mio. Tonnen Kohlenstoff (Mt C) auf 1.000 Mt C im Jahr 2050. Bei einer vollständig dekarbonisierten Energieversorgung könnten hierdurch pro Jahr eine Menge von 3,7 Gt CO2 eingespart werden. Selbst im Vergleich zu den heutigen weltweiten Emissionen von 55,6 Gt CO2-Äquivalenten pro Jahr seien diese Einsparungen an Treibhausgasemissionen beträchtlich.

Das Ergebnis zeige, dass CCU eine vielversprechende Technologie zur Verringerung der Treibhausgasemissionen bei der Versorgung der Chemie mit eingebettetem Kohlenstoff sein kann, sofern ausreichend erneuerbare Energie zur Verfügung steht. CCU-basierter Kohlenstoff werde ein wichtiger Pfeiler der Zukunft der Chemie sein, die auf erneuerbaren Kohlenstoff setzt. Hinzu kämen Kohlenstoff aus Biomasse und Recycling. Damit CCU relevant zu einer klimafreundlichen Versorgung der chemischen Industrie mit Rohstoffen beitragen kann, müssten die weltweiten Photovoltaik- und Windkapazitäten rasch ausgebaut werden, folgert die Studie.

Die Studie "CO2 reduction potential of the chemical industry through CCU" steht kostenlos im Internet zum Download bereit.