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CO2 sinnvoll wiederverwerten

Christopher Eberl
Christopher Eberl ist redaktionell verantwortlich für die Themen am Blog sowie für die Lehrlingswebsite. Mit seinen Geschichten gewährt er tiefe Einblicke in die vielfältige Welt des voestalpine-Konzerns.

Gemeinsam mit einem Forschungsteam von K1-MET untersucht die voestalpine neue Wege zur Vermeidung von klimarelevanten Emissionen. CO2, das bei der Stahlerzeugung bislang – technologisch unvermeidlich – entsteht, könnte zukünftig tief in der Erde in einen wertvollen Energieträger umgewandelt werden.

 

Kohlendioxid aus technischen Prozessen soll nicht mehr die Klimaentwicklung beeinflussen. Es ist daher ein wesentliches Ziel der voestalpine-Dekarbonisierungsstrategie, seine Entstehung zu vermeiden. Doch solange Kohlenstoff noch unverzichtbarer Bestandteil z. B. der Produktion hochwertiger Stähle ist, suchen Forscher:innen auch nach Lösungen, die Emission von CO2 zu verhindern bzw. das Gas zu verwerten. In Zusammenarbeit mit einem Team des metallurgischen Forschungskompetenzzentrums K1-MET widmet sich die voestalpine dieser Herausforderung.

Der Kohlenstoffkreislauf mit Geomethanisierung / Foto: RAG / Karin Lohberger Photography

Foto: RAG / Karin Lohberger Photography

CO2 speichern

Im Rahmen des Projekts „Carbon Cycle Economy Demonstration“ (C-CED) soll ein Kohlenstoffkreislauf geschaffen werden. In Industrieanlagen der voestalpine entstandenes CO2, das in den Abgasströmen in unterschiedlichen Konzentrationen vorhanden ist, wird abgeschieden. „Die zur Anwendung kommende Technologie wird von der Zusammensetzung der Gase abhängen“, erläutert Irmela Kofler vom Forschungsbereich Low Carbon Energy Systems von K1-MET. „Wir können das Abscheideverfahren an den Produktionsprozess wie Kokerei, Sinteranlage, Hochofen und Kraftwerk anpassen.“ Das CO2 wird in konzentriertem und verdichtetem Zustand gemeinsam mit Wasserstoff aus nachhaltiger Erzeugung in natürliche Untergrundspeicher gepumpt, deren ursprünglicher Inhalt, Erdgas, ausgefördert ist.

Der Kohlenstoffkreislauf mit Geomethanisierung

Foto: RAG / Karin Lohberger Photography

Neue Energie aus der Tiefe

In einer Tiefe von ca. 800 m verbinden vor Ort beheimatete Mikroorganismen, so genannte Archaeen, die beiden Gase zu erneuerbarem Methan, dem Hauptbestandteil von Erdgas. Diese Methanisierung soll ca. vier Wochen in Anspruch nehmen. Währenddessen sei es möglich, kontinuierlich weitere Ausgangsstoffe einzupumpen. Das nachhaltig erzeugte Methan wird bedarfsweise wie Erdgas gefördert und kann in industriellen Prozessen bzw. zur Stromerzeugung eingesetzt werden. Dabei entsteht wieder CO2, und der Kreislauf beginnt von neuem.

Doppelt nachhaltig

„Im Hochofen- und Direktreduktionsprozess oder auch bei den Erwärmungsöfen im Walzwerksbereich kann dieses erneuerbare Methan eine Teil des fossilen Kohlenstoffs oder Erdgases ersetzen“, bestätigt Nina Kieberger, die Projektleiterin für „Carbon Cycle Economy Demonstration“ (C-CED) bei voestalpine. Auf diese Weise käme man einen weiteren Schritt auf dem Weg der Dekarbonisierung der Stahlproduktion voran. Ergänzend stellen Nina Kieberger und Irmela Kofler fest: „Dieses Verfahren kann auch dazu dienen, saisonale Überschüsse an elektrischer Energie aus nachhaltiger Herstellung in Form von Methan zu speichern, um sie bei Bedarf abzurufen bei gleichzeitiger Verwendung von bestehender Erdgasinfrastruktur.“ Auf diese Weise trägt Carbon Cycle Economy Demonstration dazu bei, klimaschädliche Emissionen weiter zu verringern.

So funktioniert der Kohlenstoffkreislauf mit Geomethanisierung

  1. Abscheidung von CO2 aus Industrieprozessen
  2. Speicherung von CO2 gemeinsam mit nachhaltig erzeugtem Wasserstoff in natürlichen Untergrundspeichern
  3. Mikrobiologische Prozesse bilden nachhaltiges Methangas
  4. Förderung von Methan für industrielle Prozesse oder Elektroenergiegewinnung

Der Kohlenstoffkreislauf mit Geomethanisierung

Christopher Eberl