Künstliche Photosynthese aus Elektrolyseur und Bioreaktor macht CO2 zum Rohstoff einer erfolgreichen Energiewende
Das BMBF-Projekt Rheticus ist für eine klimafreundliche Chemieindustrie in der Kategorie Produkte und Anwendungen mit dem Bayerischem Energiepreis 2020 ausgezeichnet worden.
Rheticus ist ein im Jahr 2017 begonnenes Gemeinschaftsprojekt zwischen Siemens Energy und dem Spezialchemieunternehmen Evonik. Ziel der Kooperation ist eine effiziente und leistungsfähige Versuchsanlage, die mittels der Kopplung von Elektrolyse- und Fermentationstechnologie Spezialchemikalien erzeugen kann – aus Kohlendioxid (CO2) und Wasser sowie Strom aus erneuerbaren Quellen und Bakterien.
Am 21. September haben Siemens Energy und Evonik die vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Versuchsanlage in Marl im nördlichen Ruhrgebiet in Betrieb genommen.
Der weltweit erste CO-Elektrolyseur von Siemens Energy bildet zusammen mit einem Bioreaktor (Fermenter) von Evonik die Technologieplattform, auf deren Basis beide Firmen einen künstlichen Photosyntheseprozess realisieren können. Dieser gestaltet sich wie folgt: Mittels Elektrolyse werden in einem ersten Schritt Kohlendioxid und Wasser mit Strom in Kohlenmonoxid (CO) und in Wasserstoff (H2) umgewandelt. Aus dem dabei entstehenden Synthesegas wandeln spezielle Mikroorganismen die CO-haltigen Gase zu Chemikalien um. Mit der Elektrolysetechnik und der Fermentationstechnologie bringen Siemens Energy und Evonik jeweils ihre Kernkompetenzen in diese Form der künstlichen Photosynthese ein. Pflanzen machen es bei der natürlichen Photosynthese ganz ähnlich: Sie nutzen Chlorophyll, Enzyme und Sonnenlicht, um damit Glucose herzustellen – einen lebenswichtigen und energiereichen Nährstoff.
Ein weiterer Vorteil von Rheticus: Die Technologie trägt dazu bei, die Kohlendioxidbelastung der Atmosphäre zu reduzieren, da CO2 als Rohstoff verwendet wird. Zusammengefasst werden im Projekt Rheticus unter Einsatz von Elektrolyse- und Fermentationstechnologie elektrochemische, chemische und biologische Schritte so kombiniert, dass mit Hilfe von elektrischer Energie aus CO2 und Wasser verwertbare Chemikalien wie Butanol und Hexanol entstehen, die unter anderem der Nahrungsmittel- und Chemieindustrie als Ausgangsstoffe dienen.
„Ich bin über die Auszeichnung nicht nur sehr glücklich, sondern auch auf alle am Projekt beteiligten Kolleginnen und Kollegen von Siemens Energy und Evonik ausgesprochen stolz. Das gesamte Team leistet seit 2017 zukunftsweisende Pionierarbeit, auf der Grundlage eines augenscheinlich einfachen Ansatzes: nämlich einen der maßgeblichen Treiber der Erderwärmung – das Kohlendioxid – zum Rohstoff und Katalysator der Energiewende zu machen", so der Leiter der Power-2-X-Forschung bei Siemens Energy, Karl-Josef Kuhn.
„Die wirklich vertrauensvolle und immer konstruktive Zusammenarbeit in unserem gemeinsamen Forschungsprojekt hat diesen Erfolg möglich gemacht", sagt Thomas Haas, der bei Evonik für Rheticus verantwortlich ist.
Er führt weiter aus: „Die innovative Technologie hat das Potenzial, zum Gelingen der Energiewende beizutragen. Wir nutzen das CO2 als Rohstoff, um über künstliche Photosynthese wertvolle Chemikalien zu erzeugen und zugleich den Kohlenstoffkreislauf zu schließen."
„Das Projekt Rheticus ist ein Paradebeispiel dafür, wie Klimaschutz und wirtschaftliche Chancen Hand in Hand gehen können: Innovatives Denken, Mut und Forschergeist sind hierbei der Schlüssel. Mit Rheticus zeigen wir, wie die Technologie der künstlichen Photosynthese zum Gelingen der Energiewende beitragen kann. Mit allen Beteiligten freue ich mich sehr darüber, dass die Leistungen des Rheticus-Projekts für eine klimafreundliche Chemieindustrie nun durch die Auszeichnung mit dem Bayerischen Energiepreis gewürdigt werden. Dieser Anerkennung schließe ich mich an und gratuliere dem Projekt, das vom BMBF mit rund 6,3 Millionen Euro gefördert wird, herzlich", so Bundesforschungsministerin Anja Karliczek.
Das Projekt läuft noch bis zum Jahr 2021 und besitzt zweifelsohne das Potenzial, einen entscheidenden Beitrag zum Gelingen der Energiewende zu leisten.
Projektansprechpartner:
Karl-Josef Kuhn, Siemens Energy karl-josef.kuhn@siemens.com
Dr. Thomas Haas, Evonik thomas.haas@evonik.com