Eine wegweisende Technologie ist Carbon Capture, Utilization and Storage (CCUS). Diese Technik ist entscheidend im Kampf gegen den Klimawandel und bietet vielfältige Möglichkeiten für Ingenieure in Deutschland und weltweit. Carbon Capture, Utilization and Storage (CCUS) bezieht sich auf die Abscheidung, Nutzung und Speicherung von Kohlendioxid (CO2), um dessen Emission in die Atmosphäre zu reduzieren.

Diese Technik wird in der Öl- und Gasindustrie bereits seit Jahren angewendet und findet zunehmend auch in anderen Industrien wie der Zement- und Betonherstellung Anwendung.

Die Bedeutung von CCUS in der Zement- und Betonindustrie

Die Zement- und Betonindustrie ist für einen erheblichen Teil der weltweiten CO2-Emissionen verantwortlich. Selbst mit einer vollständigen Umstellung auf erneuerbare Energien bleiben prozessbedingte Emissionen bestehen. Diese entstehen vor allem bei der Herstellung von Klinker, einem wesentlichen Bestandteil von Zement, bei Temperaturen von bis zu 1.450 °C.

Technologien zur CO2-Abscheidung

Es gibt verschiedene Technologien zur Abscheidung von CO2, die je nach Emissionsquelle variieren:

• Oxyfuel-Technologie: Verbrennung von Brennstoffen mit reinem Sauerstoff anstatt Luft, um die CO2-Konzentration in den Abgasen zu erhöhen.
• Post-Combustion-Technologie: Abscheidung von CO2 nach der Verbrennung von Brennstoffen.
• Calcium-Looping-Verfahren: Nutzung von Kalkstein zur Abscheidung von CO2.
• Indirekte Calcinierung: Erhitzung von Materialien in Abwesenheit von Sauerstoff zur CO2-Abscheidung.

Der Prozess der CO2-Abscheidung und -Speicherung

Nach der Abscheidung wird das CO2 gereinigt und komprimiert. Unter hohem Druck verhält es sich wie eine Flüssigkeit, was den Transport erleichtert. Das CO2 kann dann entweder per Pipeline, LKW, Bahn oder Schiff zu weiterverarbeitenden Betrieben oder Lagerstätten transportiert werden. Eine umfassende Infrastruktur ist notwendig, um diesen Prozess effizient und sicher zu gestalten.

CO2-Speicherung: Sicher zurück in den Boden

Erfolgversprechende Speicherorte für CO2 sind erschöpfte Lagerstätten fossiler Energieträger, die über Millionen von Jahren Gas und Öl gehalten haben. In Norwegen wird CO2 seit 1996 im Nordsee-Gasfeld Sleipner in poröse Sandgesteinsschichten injiziert. Diese Methode hat sich als sicher und effektiv erwiesen.

Nutzung von CO2: Ein wertvoller Rohstoff

Abgesehen von der Speicherung gibt es zahlreiche innovative Ansätze zur Nutzung von CO2:

• Lebensmittelindustrie: Verwendung in Getränken, als Kühlmittel und in Gewächshäusern.
• Chemische Industrie: Herstellung von Harnstoff und Salizylsäure.
• Synthetische Brennstoffe: Produktion von Methan und Methanol.
• Mikroalgenkultivierung: Verwendung von CO2 zur Zucht von Mikroalgen.

Ein bemerkenswertes Beispiel ist das ETH-Spinoff Neustark, das CO2 aus Klär- und Biogasanlagen zur Karbonatisierung von aufbereitetem Abbruchbeton nutzt. Dies führt zu ressourcenschonendem Beton (R-Beton).

Die Zukunft von CCUS in Deutschland

In Deutschland steht die Technik noch vor regulatorischen Herausforderungen. Derzeit ist die Speicherung von CO2 an Land nicht erlaubt, doch es wird intensiv daran geforscht und diskutiert. Initiativen wie das DemoUpCARMA-Projekt der ETH Zürich zeigen, dass CO2-Management-Lösungen auch in Europa auf dem Vormarsch sind.

Quelle: https://kurzlinks.de/1xw6