Carbon2Chem® feiert in diesen Tagen sein zehnjähriges Bestehen und steht damit sinnbildlich für eine der ambitioniertesten industriellen Transformationen unserer Zeit: die konsequente Nutzung von grünem Wasserstoff und CO₂ aus der Stahlproduktion als Rohstoffbasis für die chemische Industrie.
Matthias Kammel, Geschäftsführer der thyssenkrupp Carbon2Chem® GmbH, blickt zurück: „Wir sind mit einer gemeinsamen Idee gestartet: CO₂ und andere Bestandteile von Hüttengasen betrachten wir nicht als Abfall, sondern als Rohstoff. Diesen Rohstoff nutzen wir, um Kohlenstoffkreisläufe zu schließen und Stahlproduktion, Energiewirtschaft und chemische Industrie systemisch miteinander zu verbinden. So können wir einen Beitrag zur Reduktion industrieller Emissionen leisten."
Über die vergangenen zehn Jahre hat sich Carbon2Chem® zu einem branchenübergreifenden Forschungs- und Entwicklungsprojekt mit mehr als zwanzig Partnern aus Industrie und Wissenschaft entwickelt. Beteiligt sind unter anderem verschiedene thyssenkrupp-Gesellschaften sowie Forschungseinrichtungen wie das Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion und das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT. Gefördert wird das Projekt vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt.
Sektorkopplung als gemeinsame Aufgabe
Vom Spatenstich für das Technikum in Duisburg im Jahr 2016 bis heute hat sich Carbon2Chem® zu einer Plattform für sektorübergreifende Zusammenarbeit entwickelt. Grundlage dafür ist die Erkenntnis, dass Hüttengase wertvolle Bestandteile wie Kohlenstoff, Wasserstoff und Stickstoff enthalten – wichtige Ausgangsstoffe für chemische Produkte wie Methanol, Ammoniak oder synthetische Kraftstoffe.
Als Bindeglied zwischen Grundlagenforschung und industrieller Anwendung hat das Technikum über all die Jahre eine zentrale Rolle gespielt: Hier ließen sich wesentliche Prozessschritte unter realen Bedingungen erforschen und Verfahren schrittweise weiterentwickeln. So sind über die Jahre belastbare wissenschaftliche Grundlagen und Daten entstanden.
Nadja Håkansson, COO von thyssenkrupp Decarbon Technologies und CEO von thyssenkrupp Uhde, ordnet ein: „Carbon2Chem® ist ein Beispiel für die ausgeprägte Bereitschaft, technologisches Neuland zu betreten. Dabei bringen Industrie und Wissenschaft ihre Kompetenzen zusammen, um zentrale Herausforderungen für ein nachhaltiges Klima direkt im Kern industrieller Prozesse zu lösen. Durch die Integration und Vernetzung verschiedener Systeme und Wertschöpfungsketten wird CO₂ genutzt, um neue Wertschöpfungsketten für nachhaltige Chemikalien und Kraftstoffe zu schaffen und gleichzeitig schädliche Emissionen zu reduzieren."
Prof. Robert Schlögl, Projektkoordinator Grundlagenforschung, ergänzt: „Die Verknüpfung von Stahl, Energie und Chemie eröffnet dabei nicht nur Wege zur Emissionsreduktion, sondern trägt auch zur Stabilisierung von Energiesystemen bei: Erneuerbare Energien lassen sich so flexibel in industrielle Prozesse integrieren – ein Beitrag zur Systemstabilität, der über den einzelnen Standort hinausgeht."
Von der Demonstration zur industriellen Perspektive
Je weiter die Technologie reift, desto stärker rückt nun die Frage der Skalierung in den Fokus. Die im Projekt entwickelten Verfahren bilden die Grundlage für industrielle Anwendungen und neue Geschäftsmodelle entlang nachhaltiger Wertschöpfungsketten. Parallel dazu wird das Produktportfolio kontinuierlich erweitert, um dem wachsenden Bedarf an klimafreundlichen Chemikalien und Energieträgern gerecht zu werden.
Dr. Markus Oles, Projektkoordinator für die beteiligten Industrieunternehmen, beschreibt die aktuelle Entwicklung: „Das Interesse an Kohlenstoff-Recycling-Anwendungen ist heute quer durch alle Branchen erkennbar. Indem wir CO2 als Rohstoff etablieren, stärken wir nachhaltig die wirtschaftliche Resilienz. Neben der großindustriellen Anwendung interessieren sich heute zunehmend auch innovative KMU für diese Technologien, um Kohlenstoffe flexibel im Kreislauf zu halten."
Prof. Görge Deerberg, Projektkoordinator anwendungsorientierte Forschung, zieht Bilanz: „Die Erfahrungen aus zehn Jahren Carbon2Chem® bestätigen, dass die Transformation energieintensiver Industrien machbar ist – wenn Technologie, Partnerschaft und ein langer Atem zusammenkommen, um den anhaltenden Transformationsprozess zu gestalten. Diese Erfahrungen in der engen Zusammenarbeit von Grundlagenforschung, anwendungsorientierter Forschung und Industrie sind zugleich ein Angebot an Wirtschaft und Wissenschaft: als Orientierung und Ermutigung für ähnliche Vorhaben."
Ausblick: Wasserstoff und Sustainable Aviation Fuel
Am Standort entsteht derzeit eine zweite Elektrolysehalle, die die bereits bestehende Halle mit dem Pilot-Elektrolyseur von thyssenkrupp nucera zur Produktion von grünem Wasserstoff ergänzt. Ihre Übergabe an thyssenkrupp nucera ist für das kommende Jahr geplant und wird die Wasserstoffversorgung am Standort stärken – eine wichtige infrastrukturelle Voraussetzung für den durchgängigen industriellen Betrieb.
Dr. Werner Ponikwar, CEO von thyssenkrupp nucera, betont die Bedeutung des Standorts: „Carbon2Chem® war und ist für die Weiterentwicklung unserer Elektrolysetechnologie von unschätzbarem Wert. Der Standort bietet ein einzigartiges industrielles Umfeld, in dem neue Technologien unter realen Bedingungen im Praxisbetrieb getestet werden können und Wasserstoff produzieren. Zehn Jahre Carbon2Chem® zeigen, wie wichtig solche industriellen Test- und Entwicklungsumfelder sind, um Technologien in Richtung Anwendung und Skalierung zu bringen."
Zeitgleich mit dem Bau der zusätzlichen Elektrolysehalle wurde auch der Bau einer Anlage zur Produktion von Sustainable Aviation Fuel (SAF) in Duisburg freigegeben. Damit weitet Carbon2Chem® die Nutzung von CO₂ als Rohstoff erstmals auf den Luftverkehr aus – einen Sektor, in dem klimafreundliche Alternativen besonders dringend benötigt werden.
Matthias Kammel fasst zusammen: „Zehn Jahre Carbon2Chem® zeigen, was möglich ist, wenn Industrie und Wissenschaft gemeinsam und mit Ausdauer an einer Aufgabe arbeiten, die größer ist als jeder einzelne Akteur. Der nächste Abschnitt beginnt – mit dem Anspruch, das Gelernte in den industriellen Maßstab zu überführen.“
Quelle: thyssenkrupp AG
