Neue Lösungen zur CO2-Reduktion in der deutschen Grundstoffindustrie
Von der Stahl- bis zur Chemieproduktion – die Industrie entwickelt neue Verfahren, um Treibhausgasemissionen zu senken. Dazu fördert das BMBF aktuell 19 Projekte, die ihre neuen Ergebnisse und Produkte auf der KlimPro-Industrie-Konferenz vorstellten.
Deutschland will bis zum Jahr 2045 klimaneutral werden. Um dieses Ziel zu erreichen, kommt der deutschen Industrie eine entscheidende Rolle zu. Denn sie ist mit rund 24 Prozent aller Treibhausgasemissionen der zweitgrößte Emittent in Deutschland. Doch wie können klimaschädliche Prozessemissionen in der Industrie vermieden werden? Daran forschen seit 2021 insgesamt 19 Projekte innerhalb der Maßnahme KlimPro-Industrie, die das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit rund 30 Millionen Euro fördert. Vom 12. bis 13. November präsentierten die rund 60 Teilnehmenden aus Wissenschaft und Industrie auf der zweiten Statuskonferenz in Dortmund ihre aktuellen Erkenntnisse und tauschten sich dazu branchenübergreifend aus. Vertreten waren alle beteiligten Industriezweige: Stahl, Zement, Glas, Keramik und Chemie.
Alle Projekte verfolgen dabei einen anwendungsorientierten Ansatz: So arbeiten in den Teams Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Hand in Hand mit Projektpartnern aus der Industrie. Sowohl kleine und mittlere Unternehmen, aber auch Großunternehmen sind Teil der Forschungsverbünde. Damit wird gewährleistet, dass nach Projektabschluss die neu entwickelten Verfahren auch erfolgreich in der Praxis umgesetzt werden können.
Im Mittelpunkt der zweiten KlimPro-Industrie-Statuskonferenz: die Stahlindustrie
In einem Fokusblock widmeten sich die Teilnehmenden den ersten Ergebnissen der Stahlindustrie, die mit einem Experten-Podium diskutiert wurden. Unter den Stahl-Projekten präsentierte sich beispielsweise das Projekt SAVE CO2. Bereits im Vorfeld der Konferenz erklärte der Projektkoordinator David Algermissen vom FEhS – Institut für Baustoff-Forschung e. V.: „Aktuell befindet sich die Stahlindustrie im großen Umbruch. In den nächsten Jahren werden zum Beispiel neue Technologien, sogenannte Einschmelzer, zum Einsatz kommen, um Roheisen zu erzeugen. Mit unserem Projekt SAVE CO2 wollen wir einen Beitrag dazu leisten, dass die Industrie auch in Hinblick auf ihre Nebenprodukte für diese Veränderung gewappnet ist."
Die neuen Einschmelzer sollen zukünftig bestehende Hochöfen ersetzen. Dadurch können die CO2-Emissionen des Herstellverfahrens von Roheisen, das für die Stahlproduktion benötigt wird, um bis zu 95 Prozent reduziert werden.
Das Projekt SAVE CO2 untersuchte in den letzten Jahren, welche Auswirkungen der Einsatz der neuen Einschmelzer für die Schlacke bedeutet, die bei der Roheisenerzeugung als Nebenprodukt entsteht. Bisher wurde die Schlacke hauptsächlich zu Hüttensand weiterverarbeitet. Dieser Hüttensand kann als Zement-Ersatz verwendet werden – also als wichtiges Bindemittel zum Anfertigen von Bauteilen und Bauwerken aus Beton. Andere Ersatzstoffe sind bislang nicht etablierter Standard. Im Gegensatz zur konventionellen Produktion von Zement, bei der hohe CO2-Emissionen entstehen, fällt die Klimabilanz des Hüttensandes deutlich positiver aus: So lassen sich bereits heute 20 Prozent der prozessbedingten Emissionen in Deutschland durch den Einsatz von Hüttensand in der Zementindustrie reduzieren, mit Potenzial nach oben.
Doch wie verändert sich die Schlacke bei den modernen Nachfolgern der Hochöfen? Dieser Frage ging das Projektteam von SAVE CO2 nach und untersuchte mit aufwendigen Tests, aus welchen einzelnen Bestandteilen in Zukunft die neuartige Schlacke bestehen wird. Nachdem diese Bestandteile analysiert wurden, erfolgten weitere Tests, bei denen sogenannte Hilfsmittel der Schlacke beigemischt wurden. Das Ergebnis ist ein neuartiger Hüttensand, der hohes Potential hat in Zukunft als Zement-Ersatz genutzt zu werden. Projektkoordinator David Algermissen zeigte sich über das Ergebnis erfreut: „Trotz einiger anfänglicher Hürden haben wir ein neues Bindemittel entwickeln können, das künftig als nachhaltiger Ersatz-Zement zum Einsatz kommen kann, wie der bereits aus dem Hochofen etablierte Hüttensand. Das Projekt befindet sich aktuell auf der Zielgeraden und wir können das neue Produkt in der Anwendung testen." Mit dem mittelfristigen Angebot des neuen klimaschonenden Ersatzstoffes profitieren in Zukunft sowohl die Stahl- als auch die Zementindustrie. Je nach Nachfrage könnte der Zementanteil bei der Betonerzeugung und somit die prozessbedingten CO2-Emissionen weiter reduziert werden.
Neben dem Projekt SAVE CO2 zeigten auch die weiteren KlimPro-Industrie-Projekte auf der Statuskonferenz, wie sie den Weg zur Klimaneutralität in der Industrie begleiten.