Vom Treibhausgas zum Feststoff
Das NECOC-Verfahren basiert auf der Umwandlung von Kohlenstoffdioxid in festen Kohlenstoff. In einer Pilotanlage wurde das Verfahren bereits erprobt. Dabei entsteht ein Kohlenstoffpulver, das entweder stofflich genutzt oder dauerhaft gebunden werden kann. Entwickelt wurde die Technologie am KIT in Zusammenarbeit mehrerer Institute.
Für die industrielle Anwendung wird das Verfahren so angepasst, dass CO₂-Emissionen direkt aus Abgasströmen genutzt werden können. Im Fokus stehen Branchen mit prozessbedingt hohen Emissionen. Dazu zählt unter anderem die Gusseisenproduktion, bei der Kohlenstoff als Reduktionsmittel unverzichtbar ist.
Integration in industrielle Prozesse
In der Gusseisenherstellung entstehen CO₂-Emissionen vor allem durch den Einsatz von Koks. Im NECOC-Prozess werden die Abgase erfasst, das enthaltene CO₂ konzentriert und anschließend weiterverarbeitet. Zunächst wird das CO₂ mit Wasserstoff zu Methan umgesetzt. Dieses wird in einem Hochtemperaturprozess in flüssigem Zinn gespalten. Dabei entstehen erneut Wasserstoff, der in den Prozess zurückgeführt wird, sowie fester Kohlenstoff.
Der erzeugte Kohlenstoff kann fossile Einsatzstoffe teilweise ersetzen. Damit eröffnet das Verfahren die Möglichkeit, bestehende Produktionsprozesse mit geschlossenen Kohlenstoffkreisläufen zu verbinden.
Energieeinsatz und Systemintegration
Wie andere CCU-Technologien erfordert auch das NECOC-Verfahren Energie. Die eingesetzte Methanpyrolyse erlaubt jedoch eine flexible Nutzung unterschiedlicher Energiequellen. Neben Wasserstoff können auch elektrische Energie sowie gasförmige Energieträger eingesetzt werden. Für industrielle Standorte ist die Integration von Biogas oder Erdgas vorgesehen.
Die Umsetzung erfordert die Verknüpfung mehrerer technischer Systeme, darunter Gasaufbereitung, Wasserstoffbereitstellung und Hochtemperaturprozesse im Flüssigmetall. Ziel ist eine durchgängige Prozessintegration in bestehende Industrieanlagen.
Perspektiven für weitere Anwendungen
Über die Gusseisenproduktion hinaus bestehen Anwendungsmöglichkeiten in weiteren emissionsintensiven Bereichen. Dazu gehört unter anderem die thermische Abfallbehandlung. Auch dort fallen CO₂-Emissionen an, die sich in stoffliche Nutzungspfade überführen lassen.
Der im Verfahren erzeugte Kohlenstoff kann in unterschiedlichen industriellen Anwendungen eingesetzt werden. Dazu zählen Materialien für Energiespeicher sowie Bauprodukte mit verbesserten Materialeigenschaften. Damit erweitert das Verfahren die Optionen für die Nutzung von CO₂-Emissionen als industrieller Rohstoff.
Förderung und Projektstruktur
Das Projekt NECOC-BW wird vom KIT koordiniert. Industriepartner ist die FONDIUM Singen GmbH. Die Förderung erfolgt durch das Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus Baden-Württemberg über einen Zeitraum von drei Jahren. Ziel ist die Entwicklung von Anlagenkonzepten für den industriellen Einsatz sowie die Vorbereitung einer großtechnischen Umsetzung.
