de.wedoany.com-Bericht: Forscher des Fraunhofer-Instituts für Keramische Technologien und Systeme (Fraunhofer IKTS) entwickeln ein Verfahren zur Abscheidung und Nutzung von Kohlendioxid aus der Kalkproduktion, um die Treibhausgasemissionen dieser Branche zu reduzieren.
Die Bauindustrie trägt mit rund einem Viertel zu den weltweiten Treibhausgasemissionen bei und zählt zu den Hauptverursachern industrieller CO₂-Emissionen. Die Kalk- und Zementproduktion sind typische emissionsintensive Prozesse; der CO₂-Gehalt in Abgasen von Kalkwerken übersteigt häufig 40 %, in Zementöfen sogar bis zu 33 %. Da ein erheblicher Teil dieser Emissionen aus chemischen Reaktionen des Rohmaterials während des Brennprozesses stammt, kann allein durch alternative Brennstoffe oder Elektroöfen keine Klimaneutralität erreicht werden.
Im Projekt „Grüner Kalk" entwickeln die Forscher ein Verfahrenssystem, das einen speziellen Membranreaktor mit einem abgedichteten Elektroofen kombiniert. Im Elektroofen wird CO₂ aus dem Kalk freigesetzt und direkt aufgefangen. Durch Drucksteuerung wird grüner Wasserstoff dosiert in den Reaktor eingeleitet, wo er mit dem aufgefangenen CO₂ in einer chemisch-katalytischen Reaktion zu Methan umgesetzt wird. Der Produktgasstrom wird anschließend getrocknet und pyrolysiert, wodurch elementarer Kohlenstoff entsteht, der in der chemischen Industrie oder als Zusatzstoff für landwirtschaftliche Düngemittel verwendet werden kann. Gleichzeitig wird der freigesetzte Wasserstoff in den Kreislauf der Anlage zurückgeführt. Dr. Benjamin Jäger, Projektleiter, erläutert, dass diese Methode der Kohlenstoffabscheidung und -nutzung (CCU) die Emissionen von Kalkwerken erheblich reduzieren und neue Rohstoffe erzeugen kann.
Das Projekt hat gemeinsam mit dem Partner HySON – Institut für Angewandte Wasserstoffforschung Sonneberg gGmbH den Machbarkeitsnachweis des Reaktors erbracht, während die Johann Bergmann GmbH & Co. die Entwicklung des neuartigen Elektroofens leitet. In der nächsten Phase plant das Team, die Technologie in Zusammenarbeit mit Industriepartnern auf den industriellen Maßstab zu skalieren. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) gefördert. Neben der Kalkproduktion sehen die Forscher potenzielle Anwendungen der Membranreaktor-Technologie auch in der Zementindustrie und der Abfallwirtschaft, insbesondere in Branchen, in denen prozessbedingte CO₂-Emissionen nicht systematisch vermieden werden können.
