A1: Industrielle Gebiete – CO₂ Wäsche in industriellen Geländen

Insbesondere in der Stahl-, Zement- und chemischen Industrie treten zahlreiche CO₂-haltige Abgasströme auf. Eine Möglichkeit CO₂ für die Methanolproduktion zu gewinnen, besteht in der Abscheidung aus industriellen Abgasen. In diesem Arbeitspaket sollen die effizientesten Wege hierzu herausgearbeitet werden. Das Vorhaben wird vom Forschungszentrum Jülich geleitet. Aus verschiedenen Projekten kann bereits auf Erfahrungen bei der Abtrennung von CO₂ im Kraftwerksbetrieb zurückgegriffen werden. Innogy unterstützt als Partner und bringt ebenfalls Erfahrungen in CO₂-Abscheidungen aus Industriegasen mit.

A2: Ländlicher Raum – Kohlenstoff aus Biomasse und Siedlungsabfällen

Das Forschungszentrum Jülich arbeitet auch hier gemeinsam mit Innogy an Wegen, wie aus verschiedenen Stoffströmen der Biomassenutzung CO₂ am effektivsten abgetrennt werden kann. Am Ende steht die verfahrenstechnische Evaluierung der Prozesse. Im Fokus stehen die Ganzpflanzennutzung mit maximaler Kohlenstoffausbeute sowie die Nutzung von Abfallströmen. Auch hier arbeitet das Forschungszentrum Jülich gemeinsam mit Innogy als Partner.

A3: Wüste

In diesem Arbeitspakt werden unter der Leitung des Forschungszentrums Jülich mit Innogy als Partner Prozesse der CO₂-Abscheidung aus der Luft betrachtet und verfahrenstechnisch evaluiert. Es wird untersucht, wie und mit welchem Aufwand Kohlendioxid aus der Luft abgetrennt werden kann oder ob sich letztlich ein Transport von industriellen CO₂-Strömen günstiger darstellt. Zu diesem Verfahren gibt es bereits laufende Anlagen sowie eine Reihe von Studien, allerdings werden damit immer hohe Kosten und ein hoher technischer Aufwand verbunden. Die Weiterentwicklung steht nicht im Fokus von C³-Mobility.

A4: Elektrolyse

Für eine Elektrolyse können unterschiedliche Verfahren zum Einsatz kommen.

Zu den in C³-Mobility untersuchten Elektrolysetechniken gehören die alkalische Elektrolyse, die PEM-Wasserelektrolyse und die Hochtemperaturelektrolyse SOEC. Auch die Ko-Elektrolyse von CO₂ und H₂ spielt eine Rolle, wird am Forschungszentrum Jülich jedoch eher in anderen Projekten genauer betrachtet. Die benötigten Daten werden für C³-Mobility zur Verfügung gestellt. Auch hier fungiert Innogy als Partner.

Die Ko-Elektrolyse eignet sich zum Beispiel hervorragend, um grünen Strom in chemische Energieträger umzuwandeln. Der größte Vorteil liegt hier in der hohen Kapazität und dem geringen Verlust im Gegensatz zu anderen Energiespeichern. Diese können zum Beispiel in der chemischen Verfahrenstechnik direkt zur Anwendung kommen, oder auch zu alternativen Kraftstoffen weiterverarbeitet werden. Für C³-Mobility ist die Weiterverarbeitung des gewonnenen Synthesegases zu Methanol ausschlaggebend.

A5: Methanolsynthese

Die Gewinnung von Methanol ist auch auf Basis einer Methanolsynthese aus Synthesegas (CO, H₂) und aus CO₂-H₂-Mischungen möglich, wobei der Prozess ähnlich zu dem der Elektrolyse abläuft. Es gilt, unter Einsatz nachhaltiger Energiequellen aus Wasser große Mengen an Wasserstoff herzustellen, der anschließend durch Reaktion mit Kohlendioxid in Methanol umgewandelt wird. Das resultierende flüssige Methanol lässt sich in Folge sehr gut speichern und transportieren. Das Ziel dieses Arbeitspaketes ist unter der Zusammenarbeit des Forschungszentrums Jülich mit Innogy und Chemieanlagenbau Chemnitz die verfahrenstechnische Evaluierung der Methanolsynthese aus CO₂ und H₂.