Oxyfuel: Die klimaneutrale Zementproduktion rückt näher

Innovationen | Nachhaltigkeit und Klimaschutz | #greenminded ist, wenn man Treibhausgas dort einfängt und aufbereitet, wo sie entstehen. Dieser nachhaltige Gedanke ist vor allem bei der Zementproduktion entscheidend: Alleine sieben Prozent der weltweiten CO2-Emissionen gehen auf die stetig wachsende Branche zurück. Die gute Nachricht: Mit Oxyfuel von thyssenkrupp lässt sich das schädliche Klimagas CO2 in konzentrierter Form abtrennen und nutzbar machen. Jetzt entwickelt thyssenkrupp die Innovation in wegweisenden Forschungsprojekten weiter. Und auch die gesellschaftlichen und politischen Entwicklungen zeigen 2019 noch klarer in Richtung Klimaschutz.

Die Zementindustrie hat in den vergangenen Jahren viel dafür getan, ihren Schadstoffausstoß zu verringern. Trotzdem treten bei der Zementherstellung nach wie vor große Massen an CO2 aus. Allein 60 Prozent davon entstehen beim Zwischenschritt der Calcinierung, wenn Kalkstein entsäuert, also CO2 vom Kalziumkarbonat abgetrennt und zu Zement-Klinker weiterverarbeitet wird. Ein unvermeidbares Phänomen, denn das Gas tritt direkt aus dem Kalkstein aus und resultiert nicht aus dem verfeuerten Brennstoff.

Mit dem Oxyfuel-Verfahren hatte thyssenkrupp zum Weltumwelttag 2018 einen Weg aufgezeigt, genau diesen CO2-Ausstoß zu minimieren und theoretisch sogar komplett zu eliminieren – indem es hochkonzentriert abgefangen wird, bevor es in die Atmosphäre gelangt. Das gesammelte CO2 kann dann wiederum als Rohstoff für die Produktion chemischer Produkte dienen. Und gerade in Zeiten von „Fridays for Future“ sowie unmissverständlichen Botschaften aus der Wissenschaft und der immer umweltbewussteren Gesellschaft kann die Oxyfuel-Technologie einen wichtigen Beitrag zur Erfüllung der Pariser Klimaziele leisten.

Oxyfuel: Relevanter und effizienter als je zuvor

Was hat sich ein Jahr später, zum Weltumwelttag 2019, im Projekt getan? Kurz gesagt: eine Menge! Das sagt nicht irgendwer, sondern einer, der es wissen muss – Jost Lemke, Prozessingenieur im thyssenkrupp Forschungszentrum für Zement-Technologie. „Das Interesse der Industrie und auch der Politik an der CO2-Abtrennung bei der Zementherstellung ist in den vergangenen Monaten noch einmal deutlich gewachsen“, sagt Jost Lemke. „Mit unserer jüngsten Generation des Oxyfuel-Verfahrens sind wir in der Lage, den Ressourcen- und Energiebedarf für die CO2-Abtrennung deutlich gegenüber den bisher diskutierten Konzepten zu senken.“

Zum Patent angemeldet und bereit für erste Feldversuche

Ein wichtiger Schritt auf diesem Weg war die Erfindung und Patentanmeldung für das nun „polysius® pure oxyfuel“ genannte Verfahren. Zusätzlich plant das Team aktuell die Teilnahme an zahlreichen weiterführenden Forschungsprojekten, sowohl national als auch international. Jost Lemke hebt dabei das Projekt „Westküste 100“ hervor. Zentrales Thema des Reallabors für die erfolgreiche Energiewende an der schleswig-holsteinischen Küste ist: gemeinsam an Technologien für die Produktion von grünem Wasserstoff und die Dekarbonisierung im industriellen Maßstab zu forschen.

Prozessingenieur Jost Lemke ist begeistert, dass das Thema Klimaschutz für viele immer relevanter wird. Auch aus diesem Grund schreitet das Projekt Oxyfuel immer weiter voran.

Prozessingenieur Jost Lemke ist begeistert, dass das Thema Klimaschutz für viele immer relevanter wird. Auch aus diesem Grund schreitet das Projekt Oxyfuel immer weiter voran.

Schritt für Schritt zur CO2-Reduktion – mit dem industriellen Demo-Projekt im Blick

Klar ist: Jost Lemke und seine Kollegen werden weiter unermüdlich daran arbeiten, ihre Technologie zur Marktreife zu bringen. „Wir werden unsere Verfahren zur CO2-Abtrennung kontinuierlich weiterentwickeln, da haben wir im nächsten Jahr einiges vor.“ Auf diesem Weg wäre ein Projektfahrplan für ein industrielles Demonstrationsprojekt für den Experten ein erneuter Meilenstein – ob das konkret so passiert, lässt sich aber noch nicht sagen. „Die Dinge sind im Fluss. Im Moment hängt viel davon ab, wie sich die politischen Randbedingungen für eine wirtschaftliche Umsetzung der CO2-Abtrennung entwickeln. Das Thema Klimaschutz ist meines Erachtens aber endlich auf dem richtigen Weg, die nötige Bedeutung zu erlangen.“

Auf einen Blick: So funktioniert das Oxyfuel-Verfahren

„Oxyfuel“ ist zusammengesetzt aus „Oxy“ für Oxygen (Sauerstoff) und „fuel“ für Brennstoff. Und darum geht es im Kern der innovativen Technologie auch: Im Verfahren wird der Brennvorgang der Klinkerherstellung nicht wie üblich mit Umgebungsluft, sondern mit reinem Sauerstoff betrieben. Somit gelangt kaum Stickstoff mehr in den Brennvorgang ­– hochkonzentriertes CO2 entsteht. Das Gas wird schließlich abgetrennt und nicht in die Atmosphäre emittiert. Dank seiner Reinheit und mithilfe weiterer Technologien kann das Treibhausgas dann zu einem Rohstoff umgewandelt werden – bildet so die Grundlage für die Produktion beispielsweise von Kraft- und Kunststoffen sowie Düngemitteln. Ein weiteres Plus: Oxyfuel lässt sich nachträglich in bereits bestehende Zementwerke einbauen – ein nicht zu unterschätzendes Argument, schließlich sind Zementanlagen üblicherweise für eine Laufzeit von 30 bis 50 Jahren konzipiert.

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