CO2 Vermeidung in der Industrie

Die Industrie hat einen Anteil von rund 20% an den Treibhausgasemissionen in Deutschland. Interessant ist dabei, dass mehr als ein Drittel der Industrieemissionen nicht auf die Nutzung von Energie zurückzuführen ist, sondern direkt auf die Produktionsprozesse. Über die neue Förderbekanntmachung KlimPro-Industrie möchte das Bundesforschungsministerium BMBF deshalb jetzt FuE zu Technologien und Prozessen unterstützen, die zu einer Vermeidung von klimarelevanten Prozessemissionen beitragen können. Im Vordergrund stehen innovative CDA-Technologien (Carbon Direct Avoidance). Die Bekanntmachung erfolgt im Rahmen des Programms „Forschung für Nachhaltige Entwicklungen FONA3“

klimpro treibhausgasemissionen in der industrie vermeiden
  • Förderung von Verbundprojekten.
  • Kleine, mittlere und große Unternehmen sind antragsberechtigt.
  • Einreichung von Förderanträgen ist bis zum 16.12.19 möglich.

Die Förderbekanntmachung ist grundsätzlich themen- und branchenoffen. Die folgend genannten Branchen stehen jedoch im Fokus von KlimPro, weil geeignete innovative Prozesse und Verfahrenskombinationen hier einen besonders großen Beitrag zur angestrebten Treibhausgasneutralität der deutschen Industrie leisten könnten.

Eisen- und Stahlerzeugung

Die integrierte Hochofenroute ist das weltweit dominierende Verfahren zur Produktion von Primärstahl. Durch den Einsatz fossiler Kohlenstoffträger als Reduktionsmittel fallen große Mengen klimarelevanter Prozessemissionen an. Alternative technologische Ansätze zur Vermeidung dieser Prozessemissionen sind zum einen Ansätze zur Sub­stitution der gewöhnlich eingesetzten Reduktionsmittel beispielsweise durch Wasserstoff, zum anderen ist die Eisenerzelektrolyse eine technologische Handlungsoption zur Reduktion der Prozessemissionen. Derzeit ist jedoch die Wirtschaftlichkeit der gasbasierten Reduktionsverfahren in Deutschland hinsichtlich notwendiger Investitionsverfahren sowie hinsichtlich der höheren Betriebskosten größtenteils nicht gegeben. Bei den Elektrolyse-Verfahren ist die notwendige Technologiereife noch nicht erreicht.

Mineralverarbeitende Industrie

In der mineralverarbeitenden Industrie entsteht der weitaus größte Anteil der Treibhausgase in der Zementindustrie beim Klinkerbrennprozess. Hierbei wird Kalkstein in Calciumoxid und Kohlendioxid umgewandelt. Für eine direkte Reduktion der Treibhausgase kann beispielsweise der Klinkeranteil durch Mehrkomponenten­zemente reduziert werden. Allerdings scheint es derzeit, dass das noch verbleibende Minderungspotenzial von klimarelevanten Prozessemissionen von Mehrkomponentenzementen absehbar sehr begrenzt ist. Eine weitere Möglichkeit zur direkten Vermeidung von prozessbedingten Treibhausgasemissionen ist die Entwicklung von alternativen Bindemitteln und hier die Substitution des im Zementklinker enthaltenen Rohstoffs Kalkstein.

Chemische Industrie

Die Herstellung von Ammoniak, Adipin- und Salpetersäure sowie weiterer Grundchemikalien sind Hauptverursacher der klimarelevanten Prozessemissionen in der Chemischen Industrie. Die Herstellung von Ammoniak stellt die Hauptquelle für die in der Grundstoffchemie freigesetzten prozessbedingten CO2-Emissionen dar. Die Umstellung der Synthesegasherstellung mittels Dampfreformer auf die Wasserelektrolyse vereinfacht die ­Ammoniaksynthese und ist ein möglicher Ansatz für die Senkung der Prozessemissionen. Verfahrensschritte wie Reformierung und Gaswäsche entfallen, dafür wird aber eine Luftzerlegung notwendig. Insgesamt steigt der ­Strombedarf bei der Wasserelektrolyse stark an. Ein wirtschaftlicher Betrieb dieser Technologie ist bei den heutigen Strompreisen schwierig.

Nichteisen-Metallindustrie

Im Bereich der Nichteisen-Metallindustrie entstehen großen Mengen an Treibhausgasen bei der Produktion von Primäraluminium mittels Schmelzflusselektrolyse. Hier gibt es zwei Hauptquellen für klimarelevante Prozessemissionen. Zum einen den Reduktionsstoff Kohlenstoff (Anode), welcher bei der Elektrolyse Sauerstoff bindet und dadurch unter Entstehung von u.a. CO2 abbrennt, sowie die perfluorierten Kohlenwasserstoffe Tetrafluormethan und Hexafluorethan, welche beim Anodeneffekt in sehr kleinen Mengen entstehen. Jedoch liegt das Treibhausgaspotenzial dieser Gase bei 6.500 bis 9.000 CO2-Äquivalenten. Zur Verminderung dieser Prozessemissionen sind eine Reihe theoretisch möglicher Optionen bekannt. Z.B. Verfahren zur Prozessstabilisierung und zur Minimierung des Anodeneffekts, Entwicklung von inerten Anoden, Entwicklung von carbothermischen Prozessen oder Chlorierung von Aluminiumoxid mit darauffolgender Elektrolyse von Aluminiumchlorid.

Achtung: Projekte, in denen Verfahren zu CCU (Carbon Capture and Utilization) angewendet werden, können nur dann gefördert werden, wenn der überwiegende Teil der Treibhausgase durch CDA-Verfahren vermieden wird und CCU nur eine untergeordnete Rolle spielen. Vorhaben zu CCS-Verfahren (Carbon Capture and Storage) sind nicht förderfähig.

Industrieanlage

KlimPro-Industrie | So werden Innovationen zur CO2-Vermeidung gefördert

Antragsberechtigt sind u.a. Unternehmen, Hochschulen und Forschungseinrichtungen. Es werden ausschließlich Verbundprojekte mit mehreren Partnern gefördert, wobei eine maßgebliche Beteiligung von Unternehmen an den Projekten ausdrücklich erwünscht ist. Für Unternehmen gilt in der Regel ein Fördersatz von 50% auf die zuwendungsfähigen Kosten. Für Projektpartner aus der Wissenschaft kann ein höherer Fördersatz gelten.

Das Antragsverfahren ist zweistufig und startet mit einer Projektskizze, die zum 16.12.19 eingereicht werden muss. Wird die Skizze positiv evaluiert, ist anschließend ein förmlicher Förderantrag einzureichen. Für das Jahr 2020 ist eine weitere Einreichungsfrist vorgesehen.

Innovative Technologien und Prozesse zur Vermeidung von industriellen CO2-Emissionen sind Ihr Thema? Sie planen ein entsprechendes Projekt dazu und interessieren sich deshalb für die KlimPro-Bekanntmachung? Dann sprechen Sie bitte unsere Expertinnen und Experten an. Wir erarbeiten einen aussichtsreichen Förderantrag für Sie.

P.S.: Kennen Sie schon unsere Road to Innovation Success?