TPT4CCUS: Potentialanalyse zum Einsatz von CCU/CCS- ...

TPT4CCUS: Potentialanalyse zum Einsatz von CCU/CCS-Technologien in der Thermoprozesstechnik unter besonderer Berücksichtigung des Einsatzes regenerativer Kohlenstoffträger zur weiteren Reduzierung von CO₂-Emissionen

Studie für die Forschungsgemeinschaft Industrieofenbau (FOGI) e.V., 1. Januar 2025 bis 30. November 2025

Projektbeschreibung

Trotz des Ausbaus erneuerbarer Energien und breiter Bemühungen zur Defossilisierung in vielen industriellen Prozessen wird sich das Treibhausgas Kohlendioxid (CO₂) nicht vollständig vermeiden lassen. Die Reduktion, Bindung, Speicherung von CO₂ sowie den Aufbau einer effektiven CO₂-Kreislaufwirtschaft, das sog. Carbon Management, ist zu einem zentralen Thema für Gesellschaft, Politik und Industrie geworden. Der Weltklimarat IPCC sieht Carbon Management als notwendigen Schritt zur Erreichung der Pariser Klimaziele. Auch Bundesregierung und EU haben Pläne für Strategien vorgelegt. Darüber hinaus ist das Thema in der strategischen Forschungs- und Innovationsagenda und damit perspektivisch in Förderprogrammen wie Horizon Europe verankert.

Der Maschinen- und Anlagenbau und insbesondere Unternehmen aus dem Bereich Industrieofenbau und Thermoprozesstechnik sind davon in zwei Dimensionen betroffen: Zum einen als Lieferant und Lösungsanbieter für energieintensive Anlagen bspw. für die Stahl- oder NE-Metallindustrie. Zum anderen als Technologieanwender energieintensiver Anlagen in der eigenen Fertigung. Es ist daher von zentraler Bedeutung, das Potential der Thermoprozesstechnik und des Industrieofenbaus vor dem Hintergrund der Ausgestaltung einer nationalen, europäischen und internationalen Carbon Management Strategie zu analysieren und quantitativ zu bewerten. Ziel ist es dabei nicht, konventionelle fossile Thermoprozesse langfristig weiter zu betreiben. Vielmehr sollen beim Einsatz von regenerativen Kohlenstoff-trägern eine CO₂ Erfassung und Vermarktung für bspw. chemische Prozesse neue nach-haltige Prozessketten im Sinne der Kreislaufwirtschaft etabliert werden. Darüber hinaus soll die Verbrennung weitgehend ohne Schadstoffemissionen erfolgen.

Projektziele

Im Rahmen dieser Studie wurde eine Technologieanalyse von Carbon Capture Methoden durchgeführt, und deren Anwendungsmöglichkeiten für beispielhafte Prozesse aus der Thermoprozesstechnik untersucht. Im Fokus stand die Bewertung der Energie- und Ressourceneffizienz mittels Massen- und Energiebilanzen, die ökologische Bewertung und die Auswirkungen auf die Wirtschaftlichkeit der Prozess- und Anlagentechnik. Die Analyse erfolgte quantitativ anhand von ausgewählten Fallbeispielen, welche zusammen mit einem projektbegleitenden Ausschuss erarbeitet wurden. Für die Einordnung erfolgte zusätzliche eine Analyse der politischen und wirtschaftlichen Rahmenbedingungen. Die Ergebnisse wurden ebenfalls im Vergleich zu weiteren Strategien zur CO₂-neutralen Prozesswärmeerzeugung (Elektrifizierung, Wasserstoff) eingeordnet und bilden die Grundlage für die Ableitung von Handlungsempfehlungen für Unternehmen aus Industrieofenbau und Thermoprozesstechnik.

In der Studie konnten die vier CO₂‑Abscheidetechniken Oxyfuel, Post‑Combustion mit Aminwäsche, Carbonat‑Looping und Pre‑Combustion (Biowasserstoff) nach ihren Auswirkungen auf die Thermoprozessanlage, dem zusätzlichen Ausrüstungs‑ und Energiebedarf, dem Erfahrungsstand sowie dem weiteren Forschungsbedarf eingeordnet werden. Insgesamt zeigen alle Konzepte ein erhebliches Energie‑ und Investitionspotenzial, wobei die Integration von Prozessabwärme und demonstratorbasierte Studien als zentrale nächste Schritte identifiziert wurden.