Strategien zur Dekarbonisierung der Industrie zielen darauf ab, die Entstehung von CO₂ zukünftig so weit wie möglich zu vermeiden. In vielen Industriezweigen, so z. B. in der Stahlerzeugung, ist Kohlenstoff heute aber noch ein technologisch unverzichtbarer Bestandteil des Produktionsprozesses. Deshalb wird nach innovativen Lösungen zur Abscheidung und nachhaltigen Verwertung des in diesen Prozessen anfallenden klimaschädlichen Gases gesucht. Im Leitprojekt Carbon-Cycle Economy Demonstration (C-CED), das von der RAG Austria AG gemeinsam mit Industrie- und Forschungspartnern¹ durchgeführt wird, werden erstmals verschiedene CO₂-Abscheide- sowie -Verwertungstechnologien und deren Zusammenwirken erforscht. Ziel ist es, einen nachhaltigen geschlossenen Kohlenstoffkreislauf zu etablieren. CO₂ wird dazu im Pilotmaßstab aus unterschiedlichen Quellen, z. B. aus den Abgasströmen der voestalpine-Stahlproduktion, abgeschieden und in der Folge zu wertvollem Methan umgewandelt. Die technisch-wissenschaftlichen Untersuchungen werden durch techno-ökonomische Analysen ergänzt.

CO₂ nachhaltig verwerten

Das Konzept sieht vor, das abgeschiedene CO₂ in konzentriertem und verdichtetem Zustand gemeinsam mit grünem Wasserstoff in natürliche Untergrundspeicher zu pumpen, deren ursprünglicher Inhalt, Erdgas, ausgefördert ist. In einer Tiefe von ca. 1.000 Metern verbinden dort beheimatete Mikroorganismen in einem biologischen Prozess die beiden Gase zu erneuerbarem Methan, dem Hauptbestandteil von Erdgas. Das nachhaltig erzeugte Methan kann in der Folge gefördert und in der Industrie bzw. zur Stromerzeugung eingesetzt werden. Dabei entsteht wieder CO₂, und der Kreislauf beginnt von neuem. Die von der RAG Austria AG entwickelte Technologie zur Einbringung und Speicherung von grünem Wasserstoff in unterirdischen Speichern sowie das Konzept der Methanisierung im Untergrund wurde in Vorgängerprojekten bereits erprobt. (vgl. Artikel in den eia-Ausgaben 4/2023, 5/2021 sowie 4/2017). Ziel ist es nun, eine geschlossene Kohlenstoffkreislaufwirtschaft zu etablieren. Das C-CED-Projekt knüpft dabei an die Untersuchungen des USC-FlexStore-Projekts der RAG an.² Die Einbeziehung von saisonalen großvolumigen Speichern trägt dazu bei, die in einem erneuerbaren Energiesystem notwendige Flexibilität zu schaffen.

voestalpine-Aminwäscher zur CO₂-Abscheidung

Eine CO₂-Quelle im Projekt C-CED sind Abgase aus dem Stahlwerk der voestalpine in Linz. In der ersten Jahreshälfte 2023 wurde an diesem Standort eine Pilotanlage zur CO₂-Abscheidung in Betrieb genommen. Das CO₂-haltige Rauchgas wird hier direkt aus einem Kraftwerkskamin entnommen und in die Abscheideanlage, den achtzehn Meter hohen Aminwäscher, geleitet. Im ersten Schritt geht das enthaltene CO₂ mit der Amin-Waschlösung eine chemische Verbindung ein. In einem zweiten Schritt wird die CO2-haltige Waschlösung erhitzt. Das CO₂ verlässt dabei die Lösung und kann in nahezu reiner Form als Produkt gewonnen werden. Die Waschlösung wird dabei unverbraucht im Kreis geführt. Das so gewonnene CO₂ wird anschließend in Flaschen abgefüllt und für die weiteren Untersuchungen zur Geomethanisierung im Projekt genutzt. Aminwäscher sind Stand der Technik in der Erdgas- und Biogas-Industrie. In der Stahlproduktion wurden sie bisher noch kaum erforscht. Im Rahmen des C-CED-Projekts sollen hier Betriebserfahrungen gewonnen, neue Absorptionsmedien untersucht und Prozesse optimiert werden.

www.wiva.at/project/c-ced
 
¹ Projektpartner: RAG Austria AG (Projektkoordination), ACIB GmbH, Axiom Angewandte Prozesstechnik GmbH, Energie AG Oberösterreich, Energieinstitut an der JKU Linz, K1-MET GmbH, Universität für Bodenkultur, Wien /Department IFA Tulln Institute of Environmental Biotechnology, WIVA P&G, voestalpine Stahl GmbH
² www.rag-austria.at/forschung-innovation/carbon-cycle-economy-demonstration.html
 
Das Projekt wird im Rahmen der Wasserstoff Vorzeigeregion WIVA P&G Energy Model Region durchgeführt.
www.wiva.at