Innovation im Auftrag der Zukunft: Wie wir unsere Hochofengase recyceln

Innovationen | Nachhaltigkeit und Klimaschutz | Mit unserer innovativen Technologie Carbon2Chem wandeln wir klimaschädliches CO2 in wertvolle Rohstoffe um. Damit machen wir unsere Stahlproduktion Stück für Stück klimaneutral.

Anfang 2020 schaffte es thyssenkrupp zum fünften Mal in Folge unter die 100 aktivsten Unternehmen im Ranking des Europäischen Patentamts. Allein im Jahr 2019 meldete die Unternehmensgruppe weltweit mehr als 600 Erfindungen erstmalig zum Patent an. Diese Innovationskraft und das Ziel, schon heute die Technologien von Morgen zu entwickeln, trieb unser interdisziplinäre Team aus Experten von thyssenkrupp Plant Technology und thyssenkrupp Steel in der Entwicklung ihrer patentierten Carbon2Chem-Technologie an. Das Verfahren zur Wiederverwertung von CO2-Emissionen aus der Stahlproduktion und Chemieindustrie ist eine von mehr als 22.000 Innovationen, die in der 125-jährigen Patentgeschichte des Unternehmens geschützt wurden.

Wie aus unseren Hochofengasen etwas Wertvolles wird

In Sachen Klimaschutz hat sich thyssenkrupp ein klares Ziel gesetzt: Wir wollen bis 2050 klimaneutral werden und unsere Emissionen bis 2030 um 30 Prozent reduzieren. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf der Stahlproduktion – denn hier werden rund 95 % der CO2-Emissionen der Unternehmensgruppe freigesetzt. Unter dem Namen Carbon2Chem haben thyssenkrupp-Experten von thyssenkrupp Steel und dem Anlagenbau deshalb eine nachhaltige Lösung geschaffen, mit deren Hilfe der unbeliebte „Klimakiller“ in wertvolle Rohstoffe umgewandelt wird.

Seit 2018 ist ihre Innovation unter dem Aktenzeichen PCT/EP2014/003318 und dem Namen „Anlagenverbund zur Stahlerzeugung und Verfahren zum Betreiben des Anlagenverbundes“ als Patent beim Europäischen Patentamt angemeldet. Für dieses Verfahren betrachten die Entwickler CO2 nicht als schädlichen Abfall, sondern als Wertstoff. Der im CO2 enthaltene Kohlenstoff ist schließlich ein wichtiger Ausgangsstoff für die organische Chemie und wesentlicher Rohstoff und Nebenprodukt der Stahlherstellung.

Einfach erklärt dient der patentierte Anlagenverbund dazu, die Abgase aus der Stahlproduktion – auch Hüttengase genannt – in ihre chemischen Bestandteile zu zerlegen und mit dem richtigen Prozess zu so genannten Synthesegasen weiterzuverarbeiten. Diese Synthesegase sind wertvolle chemische Rohstoffe, die als Vorprodukte für die Herstellung von Methanol, Ammoniak oder Polymeren dienen. Stoffe, aus denen wiederum Treibstoff, Düngemittel oder Plastik hergestellt werden kann.

Für diese chemischen Prozesse wird zum Teil mehr Wasserstoff benötigt, als in den Hüttengasen enthalten ist. Der zusätzlich benötigte Wasserstoff wird durch Wasserelektrolyse hergestellt, bei der Wasser mit Elektrizität in Sauerstoff und Wasserstoff gespalten wird. Daher ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Anlagenverbund auch über einen Energiespeicher zur Deckung des Strombedarfes verfügt.

Das Resultat: Das klimaschädliche CO2 wird nicht mehr in die Atmosphäre abgegeben und stattdessen in etwas Wertvolles verwandelt. Die fossilen Energieträger, die heute noch den Kohlenstoff für die Chemie liefern, werden so nicht mehr gebraucht. Zusätzlich ermöglicht der Anlagenverbund, große Industrieanlagen wie Stahl- oder Chemiewerke als Energiepuffer zu nutzen.

Im Carbon2Chem-Technikum wird das patentierte Verfahren schon heute praktisch angewandt. In fünf bis sieben Jahren wird Carbon2Chem großtechnisch einsetzbar sein. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung förderte die erste Phase mit mehr als 60 Millionen Euro. Für die zweite Phase werden weitere 75 Millionen Euro durch das BMBF bereitgestellt.

Die Patentabteilung von thyssenkrupp gehört zu den ältesten des Landes. Jährlich schützen die Kollegen rund 600 neue Innovationen durch Patentierungen. Wie die Arbeit der Intellectual Property Experte aussieht, erklärt Dr. Stephan Wolke, CEO der zentralen Patentabteilung auf  engineered.

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