CO₂-Emissionen auffangen, wo sie nicht vermieden werden können

Die Abscheidung, Nutzung und Speicherung von Kohlenstoff (CCUS) spielt auf dem Weg zu Netto-Null eine wichtige Rolle. Sulzer bietet CCUS-Lösungen für Sektoren wie die Kohlenwasserstoff verarbeitende Industrie an, wo sich CO₂-Emissionen nicht vollständig vermeiden lassen.

Verbleibende Emissionen können durch CCUS-Lösungen abgeschieden und zu wertvollen Ressourcen umgewandelt werden, die dann verkauft und für eine Vielzahl von Anwendungen genutzt werden können. Sulzer leistet damit einen Beitrag zur Förderung der Kreislaufwirtschaft und zur Dekarbonisierung der Schwerindustrie.

Nahezu 15 Prozent der CO₂-Gesamtreduktion durch CCUS

Regierungen in aller Welt legen in Einklang mit den weltweiten Verpflichtungen zur Klimaneutralität ehrgeizige Ziele zur Senkung der Treibhausgasemissionen fest. Unternehmen suchen deshalb nach Wegen, wie sie ihre Klimabilanz verbessern können, ohne in einem schwierigen Marktumfeld an Wettbewerbsfähigkeit zu verlieren.

Bei Netto-Null-Strategien geht es in erster Linie darum, den CO₂-Ausstoss so weit wie möglich zu reduzieren. Wir wissen jedoch, dass die vollständige Vermeidung von CO₂-Emissionen in manchen Branchen fast oder gänzlich unmöglich ist. Die Kohlenwasserstoff-Verarbeitung, die chemische Produktion und die Stromerzeugung mit fossilen Energieträgern sind Branchen, die auf die Abscheidung und sichere Speicherung von nicht vermeidbaren Emissionen werden zurückgreifen müssen. Die Internationale Energieagentur geht deshalb in ihrem Sustainable-Development-Szenario, wonach die CO₂-Emissionen des Energiesektors bis 2070 weltweit auf Netto-Null sinken sollen, davon aus, dass fast 15 Prozent der Gesamtemissionsreduktion durch CCUS erzielt werden¹.

Für den Markt der Kohlenstoffabscheidung wird folglich bis 2070 ein Aufwärtstrend erwartet, der sich umgekehrt proportional zu den Emissionsreduktionsverpflichtungen für den gleichen Zeitraum verhält. Damit eröffnen sich interessante Möglichkeiten für Unternehmen wie Sulzer, die über das notwendige Know-how im Bereich der kosteneffizienten Abscheidung, Nutzung und Speicherung von Kohlenstoff verfügen.

Emissionen als Ressource

Das überzeugendste und kosteneffizienteste Konzept für den Umgang mit CO₂-Emissionen nach der Abscheidung ist die zumindest teilweise Nutzung als Ressource in Einklang mit den Grundsätzen der Kreislaufwirtschaft. Abgeschiedenes CO₂ kann zum Beispiel zur Herstellung nachhaltiger Flugkraftstoffe genutzt werden – eine Energieanwendung, die sich besonders schlecht dekarbonisieren lässt. Kohlenstoff ist zudem ein wichtiger Baustein für Chemikalien und Polymere und wird auch im Gesundheitssektor und in der Lebensmittelindustrie, z.B. in kohlensäurehaltigen Getränken, viel verwendet. Abgeschiedener Kohlenstoff kann auch in kristalliner Form in Zuschlagstoffen gebunden und zur Herstellung von kohlenstoffnegativem Beton genutzt werden.

Damit bieten sich für emissionsintensive Unternehmen zusätzliche Anreize und Chancen für die Abscheidung ihrer CO₂-Emissionen. Denn es profitiert nicht nur die Gesellschaft insgesamt, sondern mit der Nutzung dieser Emissionen als wertvolle Ressource lassen sich auch echte finanzielle Gewinne erzielen. Kohlenwasserstoff verarbeitende Anlagen können beispielsweise zu eigenständigen Anlagen werden, in denen das im Hauptwerk erzeugte CO₂ als Rohstoff für die Produktion von Chemikalien, Kraftstoffen oder sonstigen Materialien im geschlossenen Kreislauf wieder in das System zurückgeführt wird. Unternehmen dieses Sektors können damit auf sich verändernde Markterfordernisse und Umweltschutzvorschriften reagieren und zugleich neue Einnahmequellen und Wettbewerbsvorteile generieren.

Schlüsselkomponente Trenntechnik

Die kritische Komponente bei der Kohlenstoffabscheidung ist die Trenntechnik, mit der das CO₂ von den anderen bei der industriellen Verarbeitung entstehenden Rauchgasen abgetrennt wird. Um eine optimale Leistung der Trennkolonnen sicherzustellen, hat Sulzer speziell für Anwendungen zur Kohlenstoffabscheidung die strukturierte Packung MellapakCC™ entwickelt. Mit dieser kostensparenden Technologie kann die Effizienz im Vergleich zu konventionellen strukturierten Packungen um 20 Prozent gesteigert und der Grossteil der CO₂-Emissionen abgetrennt werden.

Sulzer-Technologie kommt auch in einem Kohlekraftwerk im kanadischen Saskatchewan zum Einsatz. Das Werk nutzt ein hochmodernes System zur Kohlenstoffabscheidung mit Einbauten und Packungen von Sulzer, mit dem bis zu 90 Prozent der im Werk erzeugten CO₂-Emissionen direkt abgeschieden werden können. Seit der Inbetriebnahme 2014 wurden mit der neuen Anlage 4’256’840 Tonnen CO₂ abgeschieden (Stand: Januar 2022) und dauerhaft gebunden².

Abgeschiedenen Kohlenstoff nutzen und dauerhaft speichern

Sulzer entwickelt nicht nur die Technologie für die Kohlenstoffabscheidung, sondern treibt auch die Entwicklung immer innovativerer Methoden der sinnvollen Kohlenstoffnutzung voran und bietet sichere Speicherlösungen an, die eine Freisetzung von CO₂-Emissionen in die Atmosphäre verhindern. So arbeitet Sulzer zum Beispiel gemeinsam mit dem Unternehmen Blue Planet an einem bahnbrechenden Mineralisierungsverfahren, bei dem Kohlenstoffemissionen aus der Schwerindustrie dauerhaft in Form von Zuschlagstoffen gebunden werden, die dann zur Herstellung von kohlenstoffnegativem Beton verwendet werden können.

Dabei wird abgeschiedenes CO₂ mit Industrieabfällen zusammengeführt, um synthetische Kalkstein-Zuschläge zu gewinnen – neben Zement und Wasser einer der drei wichtigsten Bestandteile von Beton. Mit Hilfe des Mineralisierungsprozesses können in jeder produzierten Tonne Zuschlag bis zu 440 kg CO₂ dauerhaft gebunden werden. Damit wird es möglich, den CO₂-Fussabdruck von Zement vollständig zu kompensieren und kohlenstoffnegativen Beton herzustellen. Da Beton derzeit für 7 Prozent der weltweiten Emissionen verantwortlich ist, bedeutet dieses innovative Verfahren einen grossen Schritt in Richtung der Dekarbonisierung der Bauindustrie.

Bei einem weiteren innovativen Verfahren zur Kohlenstoffspeicherung von Sulzer werden abgeschiedene CO₂-Emissionen zunächst zu überkritischem CO², bei welchem Druck und Temperatur über den Normalbedingungen liegen, verdichtet. Dieses kann dann zur Optimierung der Ölförderung in alten Erdölfeldern genutzt werden. Dabei wird das CO₂ mit hochspezialisierten Pumpen von Sulzer in das Erdölfeld gepumpt, um das Öl effizienter zu fördern als mit herkömmlichen Methoden, bei denen Wasser zum Einsatz kommt. Das unterirdische Ölfeld dient zugleich als ideales Speichermedium für das Treibhausgas CO₂, das dort verbleibt. Dieses bahnbrechende zirkuläre Verfahren hat das Potenzial, die Öl- und Gasindustrie zu transformieren, weil es neben der Senkung der CO₂-Emissionen auch die Steigerung der Ausbeute aus bestehenden Ölfeldern ermöglicht, so dass weniger neue Vorkommen erschlossen werden müssen.

1) International Energy Agency: CCUS in clean energy transitions

2) Sask Power status update January 2022

Weitere Informationen zu unseren Produkten und Services finden Sie auf www.sulzer.com.