15.03.2016
31.12.2026


Carbon2Chem

Das Projekt Carbon2Chem erforscht, wie aus Hüttengasen der Stahlproduktion wertvolle Vorprodukte für Kraftstoffe, Kunststoffe oder Düngemittel werden. Carbon2Chem soll 20 Millionen Tonnen des jährlichen deutschen CO2-Ausstoßes der Stahlbranche wirtschaftlich nutzbar machen. Das entspricht 10 Prozent der jährlichen CO2-Emissionen der deutschen Industrieprozesse und des verarbeitenden Gewerbes.
Industrielandschaft (thyssenkrupp)
43 Millionen Tonnen Stahl produziert die Branche jedes Jahr. Daraus entstehen Autos, Häuser und Maschinen.
Foto: thyssenkrupp

Unser Wohlstand hängt maßgeblich von der hiesigen Stahlindustrie und ihren rund 90.000 Beschäftigten ab. Noch ist Deutschland Europas größter Stahlerzeuger. Doch die internationale Konkurrenz gefährdet ihre Wettbewerbsfähigkeit.

Im Pariser Klimaabkommen vom 12. Dezember 2015 haben sich alle Staaten darauf geeinigt, dass sie die globale Erwärmung auf möglichst 1,5 Grad Celsius begrenzen wollen. Um das zu schaffen, müssen sie klimaneutral wirtschaften und leben: Ab der zweiten Hälfte dieses Jahrhunderts darf nicht mehr Treibhausgas ausgestoßen werden, als sie gleichzeitig einsparen können. Deshalb müssen die Stahlbranche, aber auch andere energieintensive Industrien, ihren Treibhausgasausstoß ganz erheblich reduzieren.

Wie kann der Stahlstandort Deutschland also wettbewerbsfähig bleiben? Das Projekt "Carbon2Chem" soll darauf eine Antwort geben. Acht Industrieunternehmen entwickeln gemeinsam mit Max-Planck und Fraunhofer-Gesellschaft sowie Universitäten eine weltweit einsetzbare Lösung, um die Abgase der Hochöfen in Vorprodukte für Kraftstoffe, Kunststoffe oder Dünger umzuwandeln.

Gruppenfoto mit 5 Männern vor Exponat (Rainer Schröer/thyssenkrupp)
Startschuss von Carbon2Chem (v.l.n.r.): Markus Oles (thyssenkrupp), Görge Deerberg (Fraunhofer UMSICHT), Karl Eugen Huthmacher (BMBF), Reinhold Achatz (thyssenkrupp) und Robert Schlögl (MPI-CEC).
Foto: Rainer Schröer/thyssenkrupp

Den dafür benötigten Wasserstoff werden die Unternehmen mit Überschussstrom aus erneuerbaren Energien produzieren. Zur Erprobung von innovativen Verfahren wurde ebenfalls ein neues Technikum am Stahlwerk in Duisburg errichtet, das am 20. September 2018 feierlich eröffnet wurde.

Das Forschungsprojekt "Carbon2Chem" entwickelt in den kommenden zehn Jahren eine nachhaltige Wertschöpfungskette, die verschiedene Sektoren miteinander verbindet – dabei treibt der Klimaschutz die Innovationen branchenübergreifend voran. Denn von "Carbon2Chem" profitiert nicht nur die Stahlindustrie. Chemieunternehmen erschließen eine neue, saubere Rohstoffquelle.

Gleichzeitig soll "Carbon2Chem" zwei zentrale Fragen der Energiewende beantworten: Wie kann man elektrische Energie speichern und die Stromnetze stabilisieren?

Das Forschungsprojekt ist in die folgenden sieben Teilprojekte unterteilt:

L0: Projektmanagement, Systemintegration / Technikum / Labor (Koordination: thyssenkrupp)

Modellbasierte Simulationen schaffen die Voraussetzungen für die erfolgreiche Integration von Stahlwerk, chemischer Industrie und Energieversorgung zu einem cross-industriellen Verbundhüttenwerk. Wirtschaftlichkeits- und Nachhaltigkeitsaspekten stehen dabei im Mittelpunkt. Die Labore und das Technikum sind die Basis für die Erprobung und spätere Umsetzung unter Realbedingungen.

L1: Wasserelektrolyse im nicht-stationären Betrieb (Koordination: thyssenkrupp)

Für die Kopplung der Sektoren Energie, Stahl und Chemie werden große Mengen an Wasserstoff benötigt. Die Produktion von grünem Wasserstoff nimmt deshalb sowohl unter energetischen als auch unter stofflichen Aspekten eine zentrale Rolle ein. Kern dieses Teilprojekts ist die Erforschung einer dynamischen Wasserelektrolyse unter Berücksichtigung des variierenden Angebots an fluktuierendem, erneuerbarem Strom.

(Koordination: thyssenkrupp)##FROM_INSIDE_TINYMCE##

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L2: Nachhaltige Methanolproduktion (Koordination: AkzoNobel)

Methanol ist eine der meisthergestellten organischen Chemikalien. Um es wirtschaftlich aus Hüttengas herstellen zu können, müssen die üblicherweise verwendeten Katalysatoren modifiziert und optimiert werden. Auch das gängige Verfahren bedarf einer Anpassung. Nach erfolgreichen Tests in Labor und Technikum steht neben der wirtschaftlichen auch eine ökologische Bewertung an.

L3: Gasreinigung und Katalyse (Koordination: Linde)

Jede Synthese setzt eine entsprechende Qualität des Ausgangsgasgemischs voraus: Die unterschiedlichen Gasnutzungsoptionen von Carbon2Chem erfordern deshalb eine angepasste Reinigungsprozesskette für die Rohgase. Die Verfahrensschritte werden im Technikum im Pilotmaßstab mit Realgaseinsatz adaptiert, erprobt und optimiert. Innovative Verfahrensansätze werden im Labormaßstab hinsichtlich ihrer Machbarkeit untersucht.

L4: Höhere Alkohole (Koordination: Evonik)

Das Projekt dient der Entwicklung eines Prozesses zur Nutzung von Kuppelgasen aus einem Stahlwerk für die Herstellung von längerkettigen Alkohole, die als Treibstoffe und chemische Zwischenprodukte eingesetzt werden. Es werden heterogen- und homogen-katalytische Verfahrenskonzepte entwickelt und deren Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit analysiert.

L5: Polymere (Koordination: Covestro)

Kunststoffe in jeglicher Form, Farbe und Größe sind Teil des alltäglichen Lebens. Noch werden sie zumeist auf Basis fossiler Rohstoffe wie Erdöl produziert. Diese liefern den für die Herstellung notwendigen Kohlenstoff. Doch es gibt nachhaltigere Alternativen. Ein Konsortium unter Führung von Covestro zeigt sie auf.

L6: Oxymethylenether (Koordination: BASF)

Oxymethylenether (OME) sind eine neue Klasse sauerstoffhaltiger Verbindungen, die in Diesel- Kraftstoffen eingesetzt werden können, um die derzeit noch verwendeten, fossilen Kohlenwasserstoffe in diesen Kraftstoffen abzulösen. OME verbrennen sauber und lassen sich umweltfreundlich aus Kohlendioxid (CO2) herstellen.

Die Partner aus Wissenschaft und Industrie schlagen mit "Carbon2Chem" eine Brücke von der Grundlagenforschung in den Markt. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert das Projekt mit mehr als 60 Millionen Euro. Die beteiligten Partner planen Investitionen von mehr als 100 Millionen Euro bis 2025. Für die kommerzielle Realisierung haben sie mehr als eine Milliarde Euro vorgesehen.

Zuletzt geändert: 05.10.2018