Carbon Capture and Utilization (CCU)
Entdecken Sie drei Arten der Nutzung von CO₂
Was versteht man unter CCU?
Carbon Capture and Utilization steht für Abscheidung und anschließende Nutzung von CO2 aus industriellen Punktquellen oder aus der Atmosphäre. Das CO2 kann als Ressource direkt oder nach einer chemischen Umwandlung in Materialien und Energieträgern wertschöpfend eingesetzt werden.
Beispielhaft ist
a) die physikalische Nutzung von CO2 in der Getränkeindustrie oder als Kühlmittel.
b) die biotechnologische Nutzung als Kohlenstoffquelle für Pflanzen und Mikroorganismen.
c) die chemische Nutzung von CO2 für die Synthese von Plattformchemikalien, etwa für die spätere Verwendung als Polymere oder Kraftstoffe.
Neben der Herstellung von CO2-basierten Chemikalien oder Baumaterialien sind populäre Beispiele die Herstellung von Verpackungen wie Shampoo Flaschen, von Funktionsbekleidung oder von Kosmetikprodukten wie Seifen und Parfüm.
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Umwelttechnik BW
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70173 Stuttgart
Deutschland
CO2 als sichere Rohstoffquelle
Kohlenstoff ist essenziell für viele unverzichtbare Alltagsprodukte.
Um zukünftig sicherstellen, dass die Basis dieser Produkte nicht länger fossilen Ursprungs ist, sollte Kohlenstoffdioxid als Ressource genutzt werden.
Mit seiner hohen Verfügbarkeit an Punktquellen ist das Klimagas CO2 eine verlässliche Rohstoffquelle für die Industrie.
Die Zukunft gehört Stoffkreisläufen, die oberirdischen Kohlenstoff rezirkulieren und so unsere Rohstoffbasis erweitern.
Milliarden USD beträgt der geschätzte Markt für CCU bis zum Jahr 2032.
Prozent beträgt die durchschnittliche jährliche Wachstumsrate von CCU seit 2024.
Vorteile und Nachteile von Carbon Capture and Utilization (CCU)
Vorteile von CCU
- Reduziert CO2-Emissionen und den Einsatz fossiler Rohstoffe.
- In Verbindung mit erneuerbaren Energien unterstützt CCU schwer dekarbonisierbare Branchen, Klimaneutralität zu erreichen.
- Neue Technologien und neue Arbeitsplätze.
- Gesellschaftliche Akzeptanz: Im Gegensatz zu CCS wird bei CCU das CO2 als Wertstoff genutzt.
Nachteile von CCU
- Die Umwandlung von CO2 in nutzbare Produkte ist energieintensiv und mit höheren Produktionskosten als konventionelle Verfahren verbunden.
- Damit CCU klimafreundlich ist, muss Energie vollständig aus erneuerbaren Quellen stammen.
- Kann nur einen Teil der Emissionen binden, da viele Produkte das CO2 im Laufe ihres Lebenszyklus wieder freisetzen.
CCU: Zukunftsfähige Lösung für emissionsintensive Branchen
CCU wird zunehmend als Schlüsseltechnologie betrachtet, besonders in Branchen, in denen CO2 prozessbedingt anfällt. Außerdem kann es auch Potenziale für lokale Stoffkreisläufe und Wertschöpfung eröffnen.
- Im belgischen Gent wurde 2022 die CCU-Anlage Steelanol eingeweiht, wo kohlenstoffreiche Abgase aus der Stahlproduktion in Ethanol umgewandelt werden – mit Hilfe von Bakterien als Biokatalysatoren.
- In Marl wird seit 2020 im Projekt Rheticus durch eine Kombination von Elektrolyse und Fermentation die Plattformchemikalie Hexansäure gebildet, Ausgangsstoff zum Beispiel für Schmiermittel oder die Kosmetikindustrie.
Außerdem gibt es zahlreiche Projekte zur Herstellung von nachhaltigen Treibstoffen für die Schiff- und Luftfahrt.
So funktioniert Carbon Capture and Utilization
Grundsätzlich unterscheidet man drei Nutzungsformen von CO2:
- Es gibt die direkte stoffliche bzw. physikalische Nutzung von CO2, etwa als Kältemittel.
- Bei der chemischen Nutzung dient CO2 z.B. als Ausgangsstoff für eine Umwandlung in Methanol als Grundchemikalie, die sich mit CO2, H2 (Wasserstoff) und einem Katalysator herstellen lässt.
- Und es gibt die biotechnologische Nutzung, z.B. über biologische Methanisierung bei der CH4 (Methan) mit Hilfe von einzelligen Mikroorganismen aus CO2 und H2 hergestellt wird.
Je nachdem, welches CCU-Verfahren genutzt wird, muss das CO2 zuvor entsprechend gereinigt werden. Biotechnologische Verfahren bieten hier einen Vorteil, da diese Prozesse oft auch mit niedrigeren CO2-Konzentrationen funktionieren oder sogar robust gegenüber Verunreinigungen sind.
Sie beschäftigen sich als Unternehmen in Baden-Württemberg mit der Frage, wie CCS und CCU umgesetzt werden können?