CO2 als Rohstoff: Aus Treibhausgas wird Kunststoff

Die Natur macht vor, wie es funktioniert: So wie Pflanzen CO₂ aus der Atmosphäre für ihr Wachstum nutzen, können auch wir Menschen CO₂ als Rohstoff begreifen. Die Technologien, die dazu nötig sind, sind gerade in Entwicklung. Beim sogenannten Carbon Capture & Utilization (CCU) werden sie intelligent kombiniert – zum Beispiel, um daraus langlebige, hochwertige Kunststoffe zu machen.

Klar ist: Um den Klimawandel einzudämmen, müssen wir die CO_2-Emissionen in den Griff bekommen. In manchen Fällen lassen sie sich komplett vermeiden, anderswo zumindest reduzieren: Wir können Bäume pflanzen, die CO₂ binden, wir können CO₂ unterirdisch speichern oder es auch gar nicht erst produzieren, also beispielsweise Verbrennungsmotoren durch batterie- oder brennstoffzellenbetriebene PKWs ersetzen. In manchen Bereichen ist CO₂ allerdings ein Hauptbestandteil des chemischen Prozesses und Emissionen lassen sich nicht verhindern oder reduzieren.

CO₂ als Rohstoff

Genau hier setzt Carbon Capture & Utilization (CCU) an, zu deutsch CO₂-Abscheidung und Verwendung. Darunter versteht man Technologien zur Nutzung von CO₂ als Rohstoff. „In einem CCU-Prozess nützt man CO₂ zum Beispiel, um daraus Treibstoffe oder Kunststoffe zu machen“, erklärt der Chemiker Sorin Ivanovici. Als OMV Projektverantwortlicher für „C2PAT“ (Carbon to Product Austria) beschäftigt er sich damit, wie die OMV ihr Knowhow sinnvoll in einem CCU-Prozess einbringen und CO₂ nutzen kann.

Wir nützen CO₂ als Rohstoff und bringen es mittels Carbon Capture Utilization in einen Kreislauf, um daraus erneuerbare Kunststoffe zu machen.
Sorin Ivanovici, OMV Projektverantwortlicher C2PAT, OMV Refining & Marketing

Der Weg vom Treibhausgas zum hochwertigen Kunststoff

In einem ersten Schritt muss das CO₂ „eingefangen“ werden („Capture“ oder Abscheidung). „Ein besonders großes Potenzial liegt im industriellen Bereich. Deshalb fangen wir das CO₂ direkt am Schornstein einer Zementfabrik ein – in Mannersdorf bei Lafarge zum Beispiel werden ca. 700.000 Tonnen CO₂ pro Jahr emittiert“, sagt Sorin. „Um das CO₂ weiter nutzen zu können, brauchen wir Wasserstoff (H₂), idealerweise grünen Wasserstoff. Und den bekommen wir mittels Elektrolyse aus erneuerbaren Energiequellen, wie zum Beispiel aus Wind- und Solarstrom.“

CO₂ trifft H₂

CO₂ und H₂ werden nun in eine Syntheseanlage geschickt – hier werden die Moleküle aufgespalten und neu zusammengesetzt. Dabei entstehen Kohlenwasserstoffverbindungen (C_xH_y). „Diese Kohlenwasserstoffverbindungen sind jenen des Rohöls sehr ähnlich und damit kennen wir uns in der Raffinerie bestens aus. Dort werden sie nun weiterverarbeitet, zum Beispiel zu Ethylen und Propylen, also Vorprodukten für die Kunststoffproduktion“, erklärt Sorin. Das so gewonnene Plastik steckt zum Beispiel in Solarpanelen, Elektroautos, Wasser- und Abwasserleitungen, Smartphones oder Internetkabeln.

Der Kreis schließt sich

Weil all dies noch mehr Sinn ergibt, wenn wir in Kreisläufen denken, geht es darum, die Kunststoffe im Loop zu halten, sie nach ihrer Verwendung wiederzuverwerten und zu neuen Produkten zu verarbeiten. Das passiert in unseren Plastik-Recyclinganlagen. Manche Kunststoffsorten lassen sich mechanisch recyceln – ein Bereich, in dem sich Borealis seit Jahren engagiert. Andere werden chemisch recycled, zum Beispiel in unserer Recyclinganlage in der OMV Raffinerie Schwechat. Ist ein Kunststoff aber tatsächlich am Ende seiner Nutzbarkeit angekommen, kann er immer noch thermisch verwertet, also verbrannt, werden. Zum Beispiel – und hier schließt sich der nächste Kreis – um Energie für die Zementproduktion zu gewinnen. „Das bei der Verbrennung freigesetzte CO₂ entweicht dann aber nicht in die Atmosphäre“, sagt Sorin, „sondern wird bei uns im C2PAT-Projekt gleich wieder abgeschieden und beginnt seine Reise als Rohstoff von neuem.“

Facts & Figures

^{CCU-Projekt C2PAT (Carbon To Product Austria)}

^{​CO₂ Einsparung von über 10.000 Tonnen CO₂ pro Jahr in der Pilotphase und potenziell 700.000 Tonnen CO₂ pro Jahr in der großindustriellen Ausbaustufe
Projektpartner: Lafarge Zementwerke, OMV, VERBUND und Borealis
Projektziel:}

• ^{Sektorübergreifende Planung und Betrieb einer Anlage zur CO₂-Abscheidung im Zementwerk in Mannersdorf (NÖ)}
• ^{Erzeugung und Verwendung von grünem Wasserstoff aus erneuerbaren Energiequellen}
• ^{Aufbau einer Infrastruktur zur Weiterverarbeitung des abgeschiedenen CO₂ zu Kohlenwasserstoffen.}
• ^{Verwendung der produzierten Kohlenwasserstoffe zur Herstellung petrochemischer Grundstoffe für die Plastikproduktion.}
• ^{Die CO₂-Bilanz der neuartig gewonnenen Produkte kann so aufgrund der eingesetzten Rohstoffe deutlich verbessert werden.}

^{​Projektphasen:}

• ^{Phase 1: Evaluierung der praktischen Umsetzbarkeit des Projektes, sowie wirtschaftlicher und verfahrenstechnischer Aspekte.}
• ^{Phase 2: Technische Entwicklung und Inbetriebnahme der einzelnen industriellen Pilotanlagen bis 2025.}
• ^{Phase 3: Erweiterung der Pilotanlagen auf die volle Größe und damit Skalierung der Technologie auf großindustrielle Ausmaße bis 2030.}