Wirkungsvolle CO2-Reduktion für industrielle Stahlwerke
Die Reduktion der Kohlendioxidemissionen (CO2) als eine der Hauptursachen der globalen Erwärmung ist von entscheidender Bedeutung, wenn Klimaneutralitätsziele(öffnet in neuem Fenster) erreicht werden sollen. Um die globale Erwärmung auf höchstens 1,5 °C zu begrenzen, wie es im Übereinkommen von Paris(öffnet in neuem Fenster) gefordert wird, müssen die Emissionen bis 2030 um 45 % gesenkt und bis 2050 netto auf Null gebracht werden. „Es besteht die reale Gefahr, dass wir dieses Ziel nicht rechtzeitig erreichen“, berichtet Haroun Mahgerefteh vom University College London(öffnet in neuem Fenster), Koordinator des Projekts C4U(öffnet in neuem Fenster). „Es muss etwas getan werden, und eine Sache, die wir tun können, ist, die größten Emittenten ins Visier zu nehmen.“
CO2 aus industriellen Quellen abscheiden
Die Stahlproduktion, die für rund 8 % aller industriellen Emissionen verantwortlich ist, gilt als ein Paradebeispiel. Für die Umwandlung der Rohstoffe in Stahl wird sehr viel Energie benötigt, und dabei entstehen große Mengen CO2. Für jede Tonne Stahl werden zwei Tonnen CO2 erzeugt. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts C4U wird gezeigt, wie Technologien zur Abscheidung, Nutzung und Speicherung von CO2 (CCUS) großmaßstäblich einsetzbar sind, um die CO2-Emissionen der Stahlindustrie erheblich zu verringern. Bei den CCUS-Verfahren wird CO2 aus industriellen Quellen – oder direkt aus der Atmosphäre – abgeschieden und nach Möglichkeit in nützliche Produkte umgewandelt oder in versiegelten geologischen Lagerstätten dauerhaft gespeichert, um seine Freisetzung in die Atmosphäre zu verhindern. „Die Herausforderung besteht darin, dies in großem Maßstab und auf kosteneffiziente Weise zu realiseren, ohne die Umwelt zu schädigen“, erläutert Mahgerefteh. „Außerdem entsteht CO2 an mehreren Stellen in einem Stahlwerk, wobei Zusammensetzung und Qualität des CO2 variieren kann. Es ist also mehr als eine CCS-Technologie erforderlich.“
Erschwingliche und umweltverträgliche Verfahren zur Abscheidung und Speicherung von Kohlendioxid
Das C4U-Team hat zwei Verfahren zur CO2-Abscheidung und -Speicherung (CCS) entwickelt, die erschwinglich und umweltverträglich sein sollen. Mit den unter der Bezeichnung DISPLACE und CASOH(öffnet in neuem Fenster) bekannten Technologien werden Partikel und andere Feststoffe aus Gasströmen bei hohen Temperaturen entfernt, die oft 400 °C überschreiten. Damit können bis zu 90 % des in einer Anlage erzeugten CO2 abgeschieden werden. Die beiden Technologien wurden im Maßstab erweitert und in zwei Anlagen in Spanien und Schweden demonstriert. Sie wurden mit realen CO2-Strömen aus den Stahlwerken verbunden, um die Wirksamkeit und Realisierbarkeit der Integration beider Verfahren im industriellen Maßstab nachzuweisen. Im Rahmen des Projekts sollte außerdem gezeigt werden, dass die bei sehr hohen Temperaturen zurückgewonnene Wärme für energieintensive Prozesse innerhalb des Stahlwerks (d. h. Wiederaufwärmöfen und CO2-freie Stromerzeugung) genutzt werden kann und zur Dekarbonisierung weiterer energieintensiver(öffnet in neuem Fenster) Prozesse im Werk beiträgt.
Gesellschaftlicher Nutzen wirkungsvoller CCS-Technologien
Das C4U-Team wies zudem auf den gesellschaftlichen Nutzen erschwinglicher und effektiver CCS-Technologien hin. Es wurden Präsentationen, Konferenzen und Workshops abgehalten, oft unter Einbeziehung der Öffentlichkeit. „Wir brauchen starke Narrative, um die Gesellschaft mit ins Boot zu holen“, betont Mahgerefteh. Projektintern wurden außerdem Geschäftsmodelle entwickelt, um sicherzustellen, dass auch die Industrie mit an Bord ist. „Diese Technologie erfordert beträchtliche Investitionen, daher haben wir uns darauf konzentriert, herauszufinden, woher diese Ressourcen kommen könnten“, fügt Mahgerefteh hinzu. Weitere Themen wie der effiziente und sichere Transport von CO2 wurden untersucht. Nach Abschluss des Projekts C4U wurden beide Technologien lizenziert, wobei sie sich gegenwärtig im Prozess der Umsetzung in kommerziell nutzbare Produkte befinden. „Dies und die Ernennung zum nationalen Gewinner (UK) in der Kategorie Mission Innovation Herausragende Projekte auf der COP29(öffnet in neuem Fenster) im November 2024 sind ein klarer Beweis für den Erfolg des Projekts“, sagt Mahgerefteh.