Bekanntmachung im Rahmen der Strategie zur Forschung für Nachhaltigkeit (FONA) zur Förderung von Projekten zum Thema „Disruptive Ansätze zur industriellen Nutzung von CO2“

1 Förderziel, Zuwendungszweck, Rechtsgrundlage

Kohlenstoffhaltige Rohstoffe sind das zentrale Ausgangsmaterial für die Herstellung einer Vielzahl von Produkten, wie zum Beispiel Chemikalien, Kunststoffe, Pharmazeutika, Kraftstoffe und vieles mehr. Heute werden von der Industrie überwiegend (circa 85 Prozent bis 90 Prozent) fossile Quellen (Erdöl, Erdgas, Kohle) genutzt. In Zukunft wird der Kohlenstoff für eine klimaneutrale Kreislaufwirtschaft aus drei alternativen Quellen kommen (müssen), wenn fossile Kohlenstoffquellen nicht mehr genutzt werden sollen:

1. Recycling von kohlenstoffhaltigem Material (insbesondere Kunststoffe), 2. Biogene Rohstoffe, 3. Kohlenstoffdioxid (CO2, durch CCU – Carbon Capture and Utilization). Die künftigen Nutzungsintensitäten der drei Pfade sind noch mit großen Unsicherheiten behaftet und schwer abschätzbar. Verschiedene Szenarien gehen davon aus, dass 2045 der Großteil des Kohlenstoffbedarfs durch Kunststoffrecycling gedeckt werden könnte, der verbleibende Anteil zu, je nach Studie, unterschiedlichen Teilen durch biogene Rohstoffe und CO2. Dies wird sowohl von der Verfügbarkeit entsprechender Technologien als auch von den richtigen Rahmenbedingungen abhängen.

Der heutige Markt für die Nutzung von CO2 als Rohstoff (CCU) ist noch klein. Obwohl bereits einige technologische Ansätze wohl bekannt sind, verhindert oftmals eine technisch-wirtschaftliche Skalierbarkeit sowie die Verfügbarkeit von erneuerbaren Energien und Materialquellen die breite Anwendung. Insbesondere Drop-in Lösungen konkurrieren mit den jeweiligen erdölbasierten Prozessen. So sind CO2-basierte Produkte, beispielsweise aliphatische Kohlenwasserstoffe über die Fischer-Tropsch-Reaktion oder die Methanolsynthese über die Reverse-Watergas-Shift-Reaktion, um ein Vielfaches teurer als die erdölbasierten Äquivalente.

Eine große Herausforderung für die Nutzung derartiger möglichst klimaneutraler Prozesse ist neben der Skalierung bekannter Verfahren der Mangel an disruptiven technischen Ansätzen.

1.1 Förderziel

Die vorliegende Fördermaßnahme zielt daher darauf ab, neuartige Ansätze für die Umwandlung von CO2 aus industriellen Punktquellen oder der Atmosphäre untersuchen zu lassen, die entweder bereits bekannte Drop-in Lösungen wesentlich effizienter machen oder völlig neue Produkte und Märkte anvisieren. Diese Ansätze sollen so weit wie möglich für einen industriellen Einsatz vorbereitet werden. Daher ist eine Förderung bis zum Einsatz in einer Demonstrationsanlage möglich. Am Ende der Förderung sollen genuine technische Ansätze zur effizienteren CO2-Nutzung in Drop-in Lösungen oder neue Prozesse beziehungsweise innovative Produktideen vorliegen.

Jedes Vorhaben muss mittels einer begleitenden techno-ökonomischen Analyse die potenzielle Anwendbarkeit oder Verbesserungen durch den neuen Ansatz zeigen. Es ist wünschenswert, dass nach erfolgreichem Projektabschluss geprüft wird, ob eine Anschlussförderung durch die Bundesförderung für Industrie und Klimaschutz (BIK) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz oder den European Innovation Council (EIC) Accelerator für Spin-offs aus dem Projekt infrage kommt.

Zur Beurteilung der Zielerreichung der Fördermaßnahme werden unter anderem Indikatoren folgender Art herange­zogen:

• Anstoß zu neuen industriell geführten Vorhaben;
• Ergebnisse der verpflichtenden techno-ökonomischen Analysen (generierbare Wertschöpfung, Konkurrenzfähigkeit des neuen Ansatzes);
• Ökologische Bedeutung des gewählten Prozesses oder Produktes (zum Beispiel Beitrag zur Kreislaufführung und zur Emissionsreduzierung von Treibhausgasen);
• Patentanmeldungen und Lizensierungen;
• Aktivitäten der Normierung und Standardisierung (zum Beispiel CO2-Qualität für industrielle (Teil-)Prozesse);
• Ausbildung des wissenschaftlichen Nachwuchses durch Abschlussarbeiten an Universitäten und Hochschulen;
• Aktivitäten zum Wissenstransfer inklusive Wissenschaftskommunikation.

Mit Antrag ist durch jedes Verbundforschungsprojekt darzustellen, wie die Informationen zur Beurteilung der Ziel­erreichung der Fördermaßnahme erhoben werden. Dies gilt insbesondere für die Analyse des techno-ökonomischen Potenzials (TEA – techno-economic analysis) und Effekte auf die Klimabilanz im Vergleich zu fossil-basierten Prozessen oder Produkten (LCA – life-cycle assessment) des untersuchten Prozesses oder Produktes.