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CO₂ aus Müllverbrennung soll zu festen Rohstoffen werden
Bei der Verbrennung von Restmüll entsteht Kohlendioxid, das bislang größtenteils mit dem Abgas in die Atmosphäre gelangt. Ein neues Forschungsprojekt soll dieses CO₂ an einer Anlage im Breisgau abtrennen und in festen Kohlenstoff oder Carbonate überführen. Die Verbindung der Verfahren muss sich allerdings erst unter realen industriellen Bedingungen bewähren.
Karlsruhe (Deutschland). Bei der Verbrennung von Restmüll entsteht Kohlendioxid, das sowohl aus fossilen als auch aus biogenen Bestandteilen des Abfalls stammt. Selbst nach der üblichen Abgasreinigung enthält das Rauchgas deshalb CO₂, dessen Abtrennung bei schwankender Zusammensetzung technisch anspruchsvoll ist.
Eine Möglichkeit ist, das abgeschiedene Gas zu transportieren und dauerhaft zu speichern. Alternativ könnte sein Kohlenstoff möglichst am Entstehungsort in feste Produkte überführt werden, wodurch sich zusätzliche CO₂-Transporte teilweise vermeiden ließen.
Ein solches Konzept untersucht das Forschungsprojekt NECOC 2.0, an dem das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und der Anlagenbetreiber EEW Energy from Waste (EEW) beteiligt sind. Auf dem Gelände der thermischen Restabfallbehandlungs- und Energieerzeugungsanlage (TREA) Breisgau in Eschbach soll dafür eine Demonstrationsanlage entstehen.
Die Abscheidung soll über metallorganische Gerüstverbindungen erfolgen, sogenannte Metal-Organic Frameworks (MOFs). Diese stark porösen Materialien sollen dem gereinigten Rauchgas bis zu eine Tonne CO₂ pro Tag entziehen.
Gegenüber der herkömmlichen Aminwäsche erwarten die Projektpartner einen geringeren Energiebedarf und den Verzicht auf korrosive Waschlösungen. Ob die MOFs ihre Leistung auch bei Feuchtigkeit und wechselnden Begleitstoffen lange genug halten, soll erst der Praxistest zeigen.
Der EEW-Standort verarbeitet nach Unternehmensangaben jährlich rund 175.000 Tonnen Restabfälle und nutzt die dabei frei werdende Energie zur Stromerzeugung. Die geplante Demonstrationsanlage soll somit einen industriellen Abgasstrom untersuchen, dessen Zusammensetzung weniger konstant ist als unter Laborbedingungen.
Für einen der beiden vorgesehenen Nutzungspfade wird das abgetrennte CO₂ mit Wasserstoff zunächst in Methan umgewandelt. In einem Reaktor mit flüssigem Zinn soll sich dieses Methan anschließend bei hoher Temperatur in festen Kohlenstoff und Wasserstoff aufspalten.
Der dabei wiedergewonnene Wasserstoff soll erneut für die Methanisierung zur Verfügung stehen. Das Kohlenstoffpulver könnte beispielsweise als Rohstoff für Batterieelektroden oder Baustoffe dienen und dort Materialien aus fossilen Quellen teilweise ersetzen.
Am zweiten Nutzungspfad arbeitet das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS). Bei einer elektrochemischen Behandlung von Industrie- und Bergbauabwässern soll CO₂ in stabilen Calcium- und Magnesiumcarbonaten gebunden werden.