Vom Abfall zum Rohstoff. Fördermaßnahmen des BMBF zur stofflichen Nutzung von CO 2

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1 Vom Abfall zum Rohstoff Fördermaßnahmen des BMBF zur stofflichen Nutzung von

2 Vom Abfall zum Rohstoff Fördermaßnahmen des BMBF zur stofflichen Nutzung von Kohlenstoff begegnet uns überall. Das als C abgekürzte Element ist nicht nur wesentlicher Bestandteil jeglicher lebenden Materie. Es ist auch in nahezu allen chemisch hergestellten Alltagsprodukten enthalten von Plastik über Medikamente bis hin zum Diesel. Bisher können wir Kohlenstoff weitestgehend nur aus fossilen Rohstoffen wie Erdöl gewinnen. Diese Abhängigkeit vom Erdöl ist sowohl eine Gefahr für unsere Wirtschaft als auch für unsere Umwelt. So werden bei der Herstellung eines einzigen PKW-Reifens ca. 28 Liter Rohöl verwendet. Und bei der Verarbeitung fossiler Rohstoffe entstehen große Mengen. Doch was ist, wenn wir es schaffen, diesen Prozess umzukehren? Kann man Kohlenstoff auch aus Kohlendioxid statt aus Erdöl gewinnen? Kann man aus dem klimaschädlichen Gas so einen wertvollen Rohstoff machen? In der Chemieindustrie wird, z.b. als Industriegas, schon lange als Rohstoff verwendet - auch als Schutzgas für verpackte Lebensmittel, als Dünger oder zur Herstellung von Medikamenten wird es eingesetzt. Jedoch gibt es unterm Strich immer noch zu wenige Verfahren, um als Ersatz für Erdöl zu nutzen. Es besteht weiterer Forschungsbedarf. Bislang steht uns nur aus konzentrierten Quellen wie Kraftwerken zur Verfügung. Mit den richtigen Technologien könnte man es in Zukunft möglicherweise auch direkt aus der Luft gewinnen. Bereits heute gibt es vielversprechende Methoden, um als Ersatz für fossile Rohstoffe zur Herstellung von Schaumstoff, Kraftstoffen oder Medikamenten verwenden zu können. Wenn wir es schaffen, diese Methoden effizienter und wirtschaftlicher zu machen, können wir den Einsatz von fossilem Kohlenstoff weiter verringern. Das BMBF fördert mit den Maßnahmen Chemische Prozesse und stoffliche Nutzung von und Plus Stoffliche Nutzung von zur Verbreiterung der Rohstoffbasis F&E-Projekte, in denen neue und effizientere Methoden zur -Abtrennung und Nutzung entwickelt werden.

3 Die Projekte der Fördermaßnahme Plus Inhaltsverzeichnis BioElectroPlast: Bioelektrochemische Produktion von Bioplastikmaterial 4 CarbonCat: Photochemische -Assimilierung mit Licht auf mikrostrukturierten Diamantoberflächen 6 Form: Direkte Synthese der Basischemikalie Formaldehyd aus dem Treibhausgas Kohlendioxid 8 Lubricants: Stoffliche Nutzung von zur Produktion von biobasierten Schmierstoffen 10 Selekt: Selektive -Abtrennung aus heißen Abgasen von Stahl-, Kalk- und Dolomitwerken 12 CORAL: Entwicklung eines hocheffizienten Verfahrens zur -Bereitstellung aus Luft 14 Dream Resource: Kohlendioxid für reaktive Polyole und grenzflächenaktive Substanzen 16 eethylen: Elektrische Energie aus erneuerbaren Quellen zur elektrochemischen Herstellung von Ethylen aus 18 MIKE: Methanisierung von Kohlendioxid aus Biogas mittels mikrobieller Elektrosynthese 20 OptiMeOH: Optimierte Prozesskette zur ressourceneffizienten Methanolsynthese 22 PROPHECY: Prozesskonzepte für die photokatalytische -Reduktion verbunden mit Life-Cycle-Analysis 24 TherMemPlus: Energieeffiziente -Abtrennung auf erhöhtem Temperaturniveau in der Amin-Wäsche 26 Net+: Analyse, Akzeptanz und Transfer als unterstützendes Gesamtpaket 28

4 BioElectroPlast - Bioelektrochemische Produktion von Bioplastikmaterial Kohlendioxid als Ressource. Die Fördermaßnahme Plus Stoffliche Nutzung von Mikroben von extremen Standorten nutzen im Projekt BioElectroPlast Strom, um aus dem Kohlendioxid im Rauchgas Bioplastik zu produzieren. Im Team von Verfahrenstechnikern, Materialwissenschaftlern, Bioinformatikern und Mikrobiologen wird eine Anwendung im Reaktor erprobt. Das Projekt wird im Rahmen der Fördermaßnahme Plus Stoffliche Nutzung von zur Verbreiterung der Rohstoffbasis gefördert. Die Maßnahme unterstützt Projekte, die innovative Technologien zur nachhaltigen Gewinnung und Nutzung von Kohlendioxid entwickeln. Extreme Bedingungen Mit elektrischem Strom und heißen Kohlenstoff-haltigen Gasen zu wachsen sind extreme Anforderungen an Lebewesen. Die Forscher des Projekts BioElectroPlast konnten in Vorarbeiten Mikroorganismen entdecken, die unter diesen harschen Bedingungen nicht nur gedeihen, sondern auch das im Gas enthaltene in ein wertvolles Produkt umwandeln. Polyhydroxybuttersäure (PHB) ist ein Bioplastik, welches heute bereits als bioabbaubarer Kunststoff eingesetzt wird. so gestaltet, dass Weiterentwicklungen des Biokatalysators möglich sind, der auch die Produktion anderer Stoffe ermöglicht. Die Herausforderungen, denen sich die Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie und der Universität Freiburg stellen, sind dabei vielfältig: Zum einen ist die direkte Nutzung von elektrischer Energie für die Mikroorganismen neu - diese Eigenschaft wurde nicht über Millionen von Jahren im Rahmen der Evolution antrainiert. Zum anderen steht die Prozesstechnik noch in den Anfängen. Für eine erfolgreiche Umsetzung fehlt bislang die Interaktion von Mikrobiologen, Bioverfahrenstechnikern und Bio-Elektrochemikern, um bekannte Bioreaktoren so zu gestalten, dass eine effiziente Produktion möglich wird. Neue Elektrosynthese Die dargestellten bisherigen Limitationen sollen durch die Arbeiten in diesem Projekt umgangen werden. Das Forscherteam plant das Konzept der mikrobiellen Elektrosynthese neu zu realisieren. Bei dem geplanten Prozess soll aus Rauchgas, elektrischem Strom und Luft als Produkt das biologische Polymer Polyhydroxybuttersäure produziert werden. Dafür soll ein von den Forschern kürzlich entdeckter und isolierter Mikroorganismus eingesetzt werden, der den Prozess bei 60 C und einem sauren ph- Wert katalysiert. Die Verfahrensbedingungen werden dabei Analytikplattform zur Charakterisierung neuer Biokatalysatoren. Revolutionär an dem neuen Verfahren, der sogenannten mikrobiellen Elektrosynthese, ist dabei, dass zur Produktion des Bioplastiks keine Überspannung wie zum Beispiel bei der Wasserelektrolyse zu Wasserstoff notwendig ist. Zusätzlich kann für die Elektroden Graphit eingesetzt werden, wodurch der Einsatz teurer Materialien wie Platin umgangen werden kann. Die biologischen Systeme zeigen darüber hinaus eine enorme Effizienz: Bis zu 86 Prozent der in das System eingespielten Elektronen werden im gewünschten Endprodukt nachgewiesen. Gebündelte Kompetenz Im Projekt BioElectroPlast ist ein starkes Team vereint: Mikrobiologen, Bioinformatiker und Verfahrenstechniker des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) arbeiten gemeinsam mit Experten der Mikrosystemtechnik der Albert-Ludwig Universität Freiburg.

5 Das Team am KIT wird sich dabei der Optimierung der Bedingungen, dem Reaktorbau und dem Test des Verfahrens widmen. Darüber hinaus soll ein sogenannter biologischer Schaltplan der eingesetzten Mikroorganismen erstellt werden, der zum besseren Verständnis beiträgt. Die Mikrosystemtechniker der Universität Freiburg werden sich mit dem Design und der Herstellung spezieller Graphitelektroden befassen, so dass eine optimale Wechselwirkung mit den Mikroorganismen erfolgen kann. Unterstützt werden die Akademiker vom Energiekonzern EnBW AG. Die Forscher werden ihre Reaktoren direkt im Kohlekraftwerk der EnBW am Rheinhafen Karlsruhe testen und dabei die Abgase des Kraftwerks nutzen. Die EnBW engagiert sich in diesem Projekt, um den - Ausstoß bei der Brückentechnologie Kohleverbrennung weiter zu reduzieren. Fördermaßnahme Plus Stoffliche Nutzung von zur Verbreiterung der Rohstoffbasis Projekttitel BioElectroPlast - Bioelektrochemische Produktion von Bioplastikmaterial Laufzeit Förderkennzeichen 033RC006 Fördervolumen des Verbundprojektes Euro Kontakt Prof. Dr. Johannes Gescher Karlsruher Institut für Technologie Institut für angewandte Biowissenschaften Abteilung angewandte Biologie Karlsruhe Telefon: FAX: johannes.gescher@kit.edu Projektpartner Albert-Ludwigs Universität Freiburg EnBW AG (assoziiert) Internet Herausgeber Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) Referat Ressourcen und Nachhaltigkeit, Bonn Redaktion und Gestaltung Projektträgerschaft Ressourcen und Nachhaltigkeit Projektträger Jülich (PtJ), Forschungszentrum Jülich GmbH Bildnachweis Constanze Zacharias Stand: November

6 CarbonCat - Photochemische -Assimilierung mit Licht auf mikrostrukturierten Diamantoberflächen Kohlendioxid als Ressource. Die Fördermaßnahme Plus Stoffliche Nutzung von Licht, Kohlendioxid und Wasser - zusammen mit einem neuartigen Katalysator auf Diamantbasis stellen diese Komponenten die Hauptakteure des Projektes CarbonCat. Das Projekt zielt dabei auf die Entwicklung eines Mikroreaktorsystems, das die natürliche Photosynthese technisch nachempfinden soll. So werden aus mithilfe von Licht wertvolle Chemikalien. Das Projekt wird im Rahmen der Fördermaßnahme Plus Stoffliche Nutzung von zur Verbreiterung der Rohstoffbasis gefördert. Die Maßnahme unterstützt Projekte, die innovative Technologien zur nachhaltigen Gewinnung und Nutzung von Kohlendioxid entwickeln. Die Natur als Vorbild Pflanzen nutzen seit Jahrmillionen Sonnenlicht, um Kohlendioxid in wertvolle Stoffe wie Zucker umzuwandeln - Das Treibhausgas wird als Rohstoff genutzt. Die Nachahmung der Natur in Form einer künstlichen Photosynthese ist bisher sehr schwierig, nur geringe Mengen des eingesetzten Lichts können genutzt werden. Das Team des Projekts CarbonCat will wichtige Erkenntnisse für die Umwandlung von Kohlendioxid mit Licht in Chemikalien wie z.b. Methanol gewinnen. Für die gezielte Umsetzung von sollen Hochleistungs-LEDs in Kombination mit einem neuartigen, überwiegend Kohlenstoff-basierenden Photokatalysator in einem mikrostrukturierten Reaktorsystem zum Einsatz kommen. So wird auf lange Sicht die -Umwandlung der natürlichen Photosynthese in einem technischen System nachempfunden: Anstelle von Pflanzenzellen mit ihren photoaktiven Chloroplasten wird ein Mikroreaktorsystem mit einem Diamant-Photokatalysator entwickelt. Der besondere Aufbau des Mikroreaktors ermöglicht die kontinuierliche Reaktion unter Bestrahlung mit sichtbarem Licht. Ein künstlicher Diamant ist die Schlüsselkomponente des neuen Katalysatorsystems, das CarbonCat entwickelt. Den Katalysator ins richtige Licht setzen Innerhalb der nächsten drei Jahre will das Forscherteam im Projekt CarbonCat beweisen, dass unter umweltfreundlichen Bedingungen in wertvolle chemische C 1 -Bausteine wie Methanol umgewandelt werden kann. Neben der Reaktortechnik nimmt die chemische Optimierung von Diamant als Photokatalysator eine Schlüsselrolle im Projekt ein. Die gezielte Funktionalisierung von Diamantoberflächen mit komplexen organischen Bausteinen ist nicht trivial, vor allem hinsichtlich der Langzeitstabilität zur Nutzung in einem kontinuierlichen Prozess. Auch die Auswahl und die Mischung der benötigten Wellenlängen, sowie die Anordnung der LEDs sind von entscheidender Bedeutung. Dem Zusammenspiel zwischen Lichtquelle und den anderen Komponenten des Systems gilt große Aufmerksamkeit, da es für den photokatalytischen Prozess ebenso wichtig ist wie für die Gesamteffizienz des Reaktors. Mit drei Partnern zum Ziel Das Fraunhofer Institut für Mikrotechnik (ICT-IMM) ist für die Entwicklung und Erprobung von mikrostrukturierten Reaktoren in einer kontinuierlich betriebenen Reaktoranlage verantwortlich. Deren Kern ist der neuartige Diamant-Photokatalysator. Die physikalische Anpassung des Diamantmaterials sowie die eingehende Untersuchung des photokatalytischen Prozesses im kontinuierlichen Betrieb sind weitere Schwerpunkte. Die Forscher der Julius-Maximilians-Universität Würzburg beschäftigen sich mit der Herstellung, Charakterisierung und Anwendung nanoskaliger Kohlenstoffmaterialien, insbesondere Diamanten. Die entwickelten Methoden zur besonders stabilen Anknüpfung von Funktionsmolekülen an Diamantoberflächen werden

7 in CarbonCat genutzt, um das Diamantmaterial für seinen Einsatz als Photokatalysator im Mikroreaktor zu optimieren und neuartige Diamant-basierte Photokatalysatoren zu entwickeln. Fördermaßnahme Plus Stoffliche Nutzung von zur Verbreiterung der Rohstoffbasis Projekttitel CarbonCat - Photochemische -Assimilierung mit sichtbarem Licht auf mikrostrukturierten Diamantoberflächen in kontinuierlich betriebenen Reaktoren Laufzeit Förderkennzeichen 033RC009 Fördervolumen des Verbundprojektes Euro Die richtige Lichtquelle sorgt für eine gelungene Umsetzung von. Sahlmann Photochemical Solutions entwickelt die Lichtquellen für die Photokatalyse in den Reaktionssystemen. Eine maßgeschneiderte Herstellung der benötigten Lichtquellen und deren spektrale Vermessung ist ebenso Aufgabe wie die Bewertung der Lichtquellen hinsichtlich der Gewährleistung der Arbeitssicherheit. Kontakt Dr. Thomas H. Rehm Fraunhofer ICT-IMM Carl-Zeiss-Straße Mainz Telefon: thomas.rehm@imm.fraunhofer.de Projektpartner Julius-Maximilians-Universität Würzburg - Fakultät für Chemie und Pharmazie - Institut für Organische Chemie Dr. Benjamin Sahlmann Internet Herausgeber Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) Referat Ressourcen und Nachhaltigkeit, Bonn Redaktion und Gestaltung Projektträgerschaft Ressourcen und Nachhaltigkeit Projektträger Jülich (PtJ), Forschungszentrum Jülich GmbH Bildnachweis Prof. Dr. Anke Krüger, Julius-Maximilians-Universität Würzburg (Bild 1) Dr. Benjamin Sahlmann, Sahlmann Photochemical Solutions (Bild 2) Stand: November

8 Form Direkte Synthese der Basischemikalie Formaldehyd aus dem Treibhausgas Kohlendioxid Kohlendioxid als Ressource. Die Fördermaßnahme Plus Stoffliche Nutzung von Formaldehyd ist eine unverzichtbare Basischemikalie für die Chemieindustrie, aus ihr werden Polymerbausteine und Kunstharze hergestellt. Im Projekt Form wird aus dem Treibhausgas Kohlendioxid Formaldehyd hergestellt, ohne über die Zwischenstufe Methanol gehen zu müssen. Das Projekt wird im Rahmen der Fördermaßnahme Plus Stoffliche Nutzung von zur Verbreiterung der Rohstoffbasis gefördert. Die Maßnahme unterstützt Projekte, die innovative Technologien zur nachhaltigen Gewinnung und Nutzung von Kohlendioxid entwickeln. Neues Katalysatorsystem Im Projekt Form entwickeln Forscher ein Katalysatorsystem, dass die Herstellung der wichtigen Basischemikalie Formaldehyd aus dem Treibhausgas ermöglicht. Jährlich werden derzeit weltweit mehr als 13 Millionen Tonnen Formaldehyd produziert, in der Regel als wässrige Lösung. Der Bedarf an diesem Basismittel für polymere Kunststoffe, Kunstharze und andere Produkte ist hoch. Damit zielt das Projekt auf einen Massenmarkt. Formaldehyd wird derzeit durch die Oxidation von Methanol hergestellt, welches wiederum aus Erdgas oder Kohle synthetisiert wird. Der Herstellungsprozess verlangt zwei Arbeitsschritte. Mithilfe neu entwickelter Katalysatoren wird im Projekt Form ein innovatives Herstellungsverfahren entwickelt, bei dem man vom Kohlendioxid durch Umsetzung mit Wasserstoff zum gewünschten Formaldehyd gelangt. Dies kann durch Herstellung einer stabilen Zwischenstufe, einem sogenannten Formaldehydacetal, erfolgen. Statt fossiler Kohlenstoffquellen nutzt das Syntheseverfahren das Treibhausgas, nachhaltig und effizient. So könnten pro Tonne Formaldehyd bis zu 1,46 Tonnen Kohlendioxid stofflich verwertet werden. Ressourcenschonender Syntheseweg Was unterscheidet das neue Verfahren vom alten? Gegenüber dem herkömmlichen Verfahren zur Herstellung von Formaldehyd soll ein Reduktionsäquivalent, Wasserstoff oder Kohlenmonoxid, eingespart werden. Das ermöglicht eine effizientere und ressourcenschonendere Formaldehydherstellung. Die Forschungspartner betreten mit dieser Lösung tatsächlich Neuland: Bislang ist kein System bekannt, mit Forscher des Projekts Form. dem sich eine einstufige Umsetzung von Kohlendioxid mit Wasserstoff zu Formaldehyd realisieren lässt. Es sind auch nur wenige Systeme bekannt, die eine Synthese von Formaldehyd aus über das Acetal als Zwischenprodukt ermöglichen. Durch innovative Katalysatorentwicklung soll in Form ein selektives und effizientes Katalysatorsystem identifiziert werden, das den technischen Einsatz in einem ökonomischen Verfahren ermöglicht. Die Forschungspartner setzen dabei auf die hocheffizienten und parallelen Tests potenzieller Katalysatoren in Hochdurchsatzmethoden.

9 Gelingt es, im Projekt Form, Kohlendioxid effizient als Baustein für Formaldehyd einzusetzen, kann diese Basischemikalie künftig ressourcenschonend mittels eines innovativen Verfahrens hergestellt werden. Fördermaßnahme Plus Stoffliche Nutzung von zur Verbreiterung der Rohstoffbasis Projekttitel Form zu Formaldehyd Laufzeit Förderkennzeichen 033RC010 Fördervolumen des Verbundprojektes Euro Mittels Hochdurchsatzverfahren testet Form potentielle Katalysatoren. Im Team zum anspruchsvollen Ziel Für einen erfolgreichen Verlauf von Form haben sich zwei Hochschulen und zwei Industriepartner für die dreijährige Projektlaufzeit zusammengeschlossen. Als akademische Partner sind Forscher der Ruprecht- Karls-Universität Heidelberg und der Ludwigs-Maximilians-Universität München beteiligt. Die wirtschaftlichen Partner sind die hte GmbH sowie BASF SE als großer Formaldehydproduzent. An den beiden Universitäten ist ein hohes Maß an wissenschaftlicher Expertise vorhanden, um ein solch anspruchsvolles Projekt anzugehen. Die Arbeiten an den Hochschulen umfassen die effizienten Hochdurchsatzmethoden, die Synthese neuer Katalysatoren sowie theoretische Untersuchungen. Die hte GmbH wird im Projekt Testkapazitäten für die neu identifizierten Katalysatoren zur Verfügung stellen, sämtlichst im Hochdurchsatzverfahren. Die BASF SE ist verantwortlich für die Projektkoordination, die wirtschaftliche Bewertung des neuen Verfahrens, sowie die technische Umsetzung. Was erwartet das Forschungsteam? Eine Traumreaktion, die effiziente und ressourcenschonende Herstellung von Formaldehyd aus Kohlenstoffdioxid. Kontakt Dr. Thomas Schaub BASF SE GCS/H M313, Carl-Bosch-Str Ludwigshafen Tel.: Projektpartner Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg Institut für anorganische Chemie und Institut für organische Chemie Ludwig-Maximilians-Universität München Institut für organische Chemie hte GmbH Internet Herausgeber Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) Referat Ressourcen und Nachhaltigkeit, Bonn Redaktion und Gestaltung Projektträgerschaft Ressourcen und Nachhaltigkeit Projektträger Jülich (PtJ), Forschungszentrum Jülich GmbH Bildnachweis LMU München (Bild 1) hte GmbH (Bild 2) Stand: November

10 Lubricants - Stoffliche Nutzung von zur Produktion von biobasierten Schmierstoffen Kohlendioxid als Ressource. Die Fördermaßnahme Plus Stoffliche Nutzung von Im Projekt Lubricants wagen sich fünf Partner aus Industrie und Wissenschaft auf technologisches Neuland, um Kohlendioxid in nachhaltige Schmierstoffe, u.a. für Kraftfahrzeuge, umzuwandeln. Mit Hilfe von Algen und Hefen fixieren sie aus der Atmosphäre stammendes langfristig. Das Projekt wird im Rahmen der Fördermaßnahme Plus Stoffliche Nutzung von zur Verbreiterung der Rohstoffbasis gefördert. Die Maßnahme unterstützt Projekte, die innovative Technologien zur nachhaltigen Gewinnung und Nutzung von Kohlendioxid entwickeln. Verwandlung von Emissionen Vier Unternehmen und ein akademisches Institut haben sich der Aufgabe verschrieben, das schädliche Treibhausgas Kohlendioxid als Ausgangsmaterial für nachhaltige Schmierstoffe einzusetzen. Im Projekt Lubricants wollen die Partner das Kohlendioxid aus Industrieemissionen oder aus der Atmosphäre verwenden, um es mit Hilfe chemischer und biotechnologischer Verfahrensschritte in Schmierstoffe umzuwandeln. Das Reservoir an Kohlendioxid ist gewaltig: Jedes Jahr setzt der Mensch allein durch seine Aktivitäten weltweit mehr als 30 Milliarden Tonnen in die Atmosphäre frei. Das Team von Lubricants stellt sich der Herausforderung, Kohlendioxid mittels biotechnologischer Verfahren zu reduzieren und in hochwertigen Produkten zu nutzen, mit ökologischem, ökonomischem und sozialem Mehrwert. Eine Besonderheit der erhaltenen Schmierstoffe: Sie sind in Produktion und Verwendung klimaneutral, wie z.b. auch pflanzliche Öle. Darüber hinaus ist das dauerhaft in ihnen gebunden. Das Treibhausgas wird zur Ressource und die Atmosphäre entlastet. Ertragreiche Öllieferanten Kohlendioxid kann von verschiedenen Mikroorganismen sehr gut als Nährstoff verwertet und zu neuen Produkten umgewandelt werden, beispielsweise zu Lipiden. Die Kleinstlebewesen nutzen dabei den Kohlenstoff des Gases. Aus den Lipiden entstehen Hochleistungsschmierstoffe. Dazu werden sie aus den Mikroorganismen extrahiert und entweder direkt oder in verarbeiteter Form eingesetzt. Im Projekt Lubricants stammt das Kohlendioxid zum Teil aus Rauchgas, das bei industriellen Verbrennungsprozessen entsteht, oder aus verdichtetem, das aus der Atmosphäre gefiltert wurde. Als Mikroorganismen sollen Algen und Hefen genutzt werden, die einen hohen Anteil an Lipiden produzieren. Mikroalgen beispielweise können mit dem verfütterten so einen Lipid-Anteil von bis zu 80 Prozent ihres Gewichtes erreichen das ist das Zehnfache von herkömmlichen Ölpflanzen. Auch Ölhefen können binnen kurzer Zeit ein breites Spektrum verschiedener Kohlenstoff- und Stickstoffquellen verwandeln. Diese Mikroorganismen haben ebenfalls das Potenzial, bis zu 80 Prozent ihrer Biomasse als Lipide zu bilden. Für die Projektpartner wird dabei eine der großen technologischen Herausforderungen sein, Öle mit den gewünschten optimalen Reibungseigenschaften für den Einsatz in Fahrzeugen und anderen Maschinen zu erhalten. Innovation auf Biobasis: Aus Kohlendioxid macht das Projekt Lubricants Schmierstoffe. Innovation im Teamwork Mit Unterstützung der Forschenden der Technischen Universität München, Fachgebiet Industrielle Biokatalyse, werden die Partner Subitec GmbH und provenion GmbH Kohlendioxid in Mikroorganismen fixieren und die Lipide extrahieren. Die entwickelten Verfahren sollen nach Projektende in entsprechenden Pilot- und

11 Betriebsanlagen münden und auf weitere mögliche Anlagen bei anderen Verbrennungskraftwerken übertragen werden können. Bei der Firma Klüber Lubrication werden aus den gewonnenen Lipiden Hochleistungsschmierstoffe hergestellt, die bei der AUDI AG auf ihren Einsatz im Automobil hin untersucht werden. Die Ergebnisse sollen in den kommenden drei Jahren zu zukunftsträchtigen Lösungen führen. Die biobasierten Schmierstoffe sollen dauerhaft in den Fahrzeugen eingesetzt werden. Die TU München wird aus den Arbeiten wissenschaftliche Erkenntnisse z. B. zur Verträglichkeit von Abgasen aus Verbrennungsanlagen für eine Reihe verschiedener Mikroalgenarten, und zur Optimierung der Kulturbedingungen für hohe Lipidausbeuten gewinnen, aus denen nach erfolgter Patentierung hochrangige Publikationen resultieren werden. Fördermaßnahme Plus Stoffliche Nutzung von zur Verbreiterung der Rohstoffbasis Projekttitel Lubricants - Stoffliche Nutzung von zur Produktion von biobasierten Schmierstoffen Laufzeit Förderkennzeichen 033RC012 Fördervolumen des Verbundprojektes Euro Kontakt Dr. Philipp Altmann Klüber Lubrication München SE & Co. KG Telefon: philipp.altmann@klueber.com Projektpartner AUDI AG provenion GmbH Subitec GmbH Technische Universität München, Fakultät für Chemie, Fachgebiet Industrielle Biokatalyse Internet Herausgeber Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) Referat Ressourcen und Nachhaltigkeit, Bonn Redaktion und Gestaltung Projektträgerschaft Ressourcen und Nachhaltigkeit Projektträger Jülich (PtJ), Forschungszentrum Jülich GmbH Bildnachweis CC0 Public Domain the3cats/pixabay.de Stand: November

12 Selekt - Selektive -Abtrennung aus heißen Abgasen von Stahl-, Kalk- und Dolomitwerken Kohlendioxid als Ressource. Die Fördermaßnahme Plus Stoffliche Nutzung von Im Zentrum von Selekt stehen kohlendioxidhaltige Abgase, die bei der Produktion von Baustoffen wie Zement, Kalk und Stahl anfallen. Das Forschungsteam will das Kohlendioxid aus den heißen, feuchten und staubhaltigen Abgasen der Kalk- und Stahlindustrie abtrennen und als Rohstoff nutzbar machen. Ermöglichen sollen das Membranen, die auch hohen Temperaturen standhalten. Das Projekt wird im Rahmen der Fördermaßnahme Plus Stoffliche Nutzung von zur Verbreiterung der Rohstoffbasis gefördert. Die Maßnahme unterstützt Projekte, die innovative Technologien zur nachhaltigen Gewinnung und Nutzung von Kohlendioxid entwickeln. Einsatz in Stahl- und Kalkindustrie Wer baut, benötigt Baustoffe. Zement, Stahl und Kalk für Straßen oder Wohnhäuser, für Windräder und Stromtrassen entstehen mit chemisch bedingten -Emissionen. Die heißen Prozessabgase sind feucht, oft auch sehr staubbeladen. Damit ist der Umgang mit diesen Gasströmen eine Herausforderung. Und zugleich eine Notwendigkeit: Die genannten Industriezweige der Baubranche haben ein hohes Interesse, ihre -Emissionen zu senken. Die wirtschaftlichen Beteiligten von Selekt aus Kalk- und Stahlproduktion setzen dabei im Verbund mit ihren wissenschaftlichen Partnern auf eine Innovation: die Abtrennung des Kohlendioxids aus dem Abgasstrom. Das so gewonnene Gas kann anschließend für chemische Prozesse zur Verfügung stehen. Selekt erfordert temperaturstabile Membranen, da die Abgastemperatur weit über 100 C liegt. Temperaturstabile Membranen können zum Beispiel aus anorganischen Materialien bestehen. Im Projekt soll die - Abtrennung mit robusten, nanoporösen Membranen auf Kohlenstoffbasis erfolgen. Aufgrund des hohen Staubanteils im Abgas kann dieses nicht direkt durch die Membranen geleitet werden es besteht Verstopfungsgefahr. Damit werden Anforderungen an die Membranen gestellt, die Innovationen auf dem Gebiet der Membranpräparation erfordern. Vor der Abtrennung des muss das Abgas daher entstaubt werden. Die Entstaubung soll bei der hohen Temperatur des Abgases erfolgen. Sie kann daher nur mit keramischen Heißgasfiltern stattfinden. Innerhalb des Projektes sind damit im Verbund zwei Kernaufgaben zu lösen: es werden eine Heißgasfiltration zur Entstaubung der Abgase entwickelt und die notwendigen kohlenstoffbasierten, nanoporösen Membranen. Ein weiterer wesentlicher Bestandteil des Projekts: Die energetische und technologische Verknüpfung der einzelnen Teilprozesse, damit der Gesamtprozess effizient wird. Selekt entwickelt neue Membranen, die Kohlendioxid aus heißen Abgasen trennen. Einsatz hochtemperaturstabiler Membranen Für die Abtrennung von aus Gasströmen wollen die Verbundpartner Membranen einsetzen. Das Projekt Die Selekt -Tests beginnen im Labormaßstab. Das Fraunhofer Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS) entwickelt die Kohlenstoffmembran und simuliert an seinem Standort Dresden auch staubhaltige Abgasströme. Die Laboruntersuchungen münden in eine Pilotanlage für die industriellen Tests. Die geplanten Untersuchungen an mehreren Standorten der Industriepartner erfordern einen ambitionierten Zeitplan, bereits Anfang 2018 soll der erste Test am Kalkwerk erfolgen.

13 Interesse verschiedener Industriezweige gegeben Membranverfahren sind energetisch und auf Grund der einfachen Prozessführung für verschiedenste industrielle Anwendungen von Interesse. Neben der Behandlung von Abgasen werden Anwendungen für temperaturstabile Membranen auch in der Chemieindustrie gesehen. Fördermaßnahme Plus Stoffliche Nutzung von zur Verbreiterung der Rohstoffbasis Projekttitel Selekt - Selektive -Abtrennung aus heißen Abgasen von Stahl-, Kalk- und Dolomitwerken Laufzeit Förderkennzeichen 033RC008 Fördervolumen des Verbundprojektes Euro Kontakt Udo Lubenau DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH Karl-Heine-Straße , Leipzig Telefon: Udo.Lubenau@dbi-gut.de Eine mobile Pilotanlage sorgt für die effiziente Abtrennung von vor Ort. Am Projekt sind zwei Partner von wissenschaftlicher Seite beteiligt. Das Fraunhofer IKTS in Hermsdorf ist der Erfahrungsträger für die Membransynthese und Filtertechnik. Die DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH führt Labortests durch. Daneben ist sie verantwortlich für den Bau und Betrieb der Pilotanalage. Es sind drei Firmen der Kalkherstellung beteiligt, die Walhalla Kalk GmbH, die Wünschendorfer Dolomitwerk GmbH, sowie die Johann Bergmann GmbH & Co. KG. Die Stahlhersteller sind im Projekt durch die BGH Edelstahl Freital GmbH vertreten. Diese starke industrielle Achse ermöglicht mehrere Optionen hinsichtlich des Einsatzes der Pilotanlage. Projektpartner Fraunhofer Institut für Keramische Technologien und Systeme Walhalla Kalk GmbH & Co. KG Wünschendorfer Dolomitwerk GmbH Johann Bergmann GmbH & Co BGH Edelstahl Freital GmbH Internet Herausgeber Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) Referat Ressourcen und Nachhaltigkeit, Bonn Redaktion und Gestaltung Projektträgerschaft Ressourcen und Nachhaltigkeit Projektträger Jülich (PtJ), Forschungszentrum Jülich GmbH Bildnachweis DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH Stand: November

14 CORAL - Entwicklung eines hocheffizienten Verfahrens zur -Bereitstellung aus Luft Kohlendioxid als Ressource. Die Fördermaßnahme Plus Stoffliche Nutzung von Das Forscherteam des Projekts CORAL gewinnt mit modernster Prozesstechnik Kohlendioxid aus der Luft und stellt es als Rohstoff zur Verfügung. Ein anspruchsvolles Vorhaben: Denn nur 0,04 Prozent beträgt die Konzentration von in der Luft dennoch ist sie eine lohnende Quelle. Das Projekt wird im Rahmen der Fördermaßnahme Plus Stoffliche Nutzung von zur Verbreiterung der Rohstoffbasis gefördert. Die Maßnahme unterstützt Projekte, die innovative Technologien zur nachhaltigen Gewinnung und Nutzung von Kohlendioxid entwickeln. Die Luft anzapfen Kohlendioxid ist ein zukunftsfähiger Rohstoff für nachhaltigen Kohlenstoff, die Luft eine nahezu unerschöpfliche Quelle hierfür. Das Kohlendioxid aus der Luft zu holen, ist jedoch keine einfache Aufgabe: Sie enthält lediglich 0,04 Prozent. Im Projekt CORAL -Rohstoff aus Luft stellt sich ein Forscherteam der Herausforderung, die Luft als -Quelle anzuzapfen, um es für die nachfolgende Nutzung bereitzustellen als Rohstoff für verschiedene Kunststoffe bis hin zu Kraftstoffen. Bisher gibt es nur wenige Technologien, die das mit Hilfe von Absorbentien aus der Luft filtern können. Ziel von CORAL ist es daher, das effizienteste und kostengünstige Verfahren zu ermitteln und weiter zu entwickeln. In einer eigens gebauten Versuchsanlage wird dann das ausgewählte Verfahren getestet. Der Mehrwert des Verfahrens: es dient dazu, durch nachhaltig gewonnenen Kohlenstoff die fossilen Rohstoffe Erdöl und Erdgas zu ersetzen, die bislang die Rohstoffe für die meisten chemischen Erzeugnisse sind. Die -Gewinnung aus der Luft wird vor allem für entlegene Energieerzeuger interessant. Ein Beispiel: Windkraftbetreiber an der chilenischen Küste können ihren Strom in einer sogenannten Power-to-Gas-Anlage vor Ort in die regenerativen Kraftstoffe Wasserstoff und Methan umwandeln. Der Gewinn: Das für die Methanherstellung notwendige lässt sich mit der neu entwickelten Technologie einfach vor Ort aus der Luft filtern und muss nicht aus mehreren Tausend Kilometern Entfernung transportiert werden. die wiederum zum Ausstoß von Treibhausgasen führt, wenn sie aus fossilen Quellen stammt. Der Energiebedarf kann jedoch auch anders gedeckt werden, z.b. durch die Nutzung von Abwärme aus dem Power-to-Gas-Prozess. Die Verwendung von Abwärme aus Prozessschritten der -Verarbeitung stellt zugleich ein weiteres wichtiges Projektziel dar. Das ist besonders nachhaltig, weil es die -Gewinnung und die anschließende Nutzung miteinander optimal verknüpft. Durch Minimierung des elektrischen Energieverbrauchs soll zudem die Technologie günstig und effizient werden. Die günstigste und effizienteste Methode Für die Gewinnung des in der Luft stark verdünnten Kohlendioxids wird viel Energie gebraucht - Energie, Viel Fingerspitzengefühl benötigt: Ein Forscher bei der Vorbereitung der thermogravimetrischen Analyse zur Bestimmung der -Aufnahmekapazität.

15 Das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff- Forschung Baden-Württemberg (ZSW) hat bereits im Jahr 2009 eine Pilotanlage konstruiert und damit erfolgreich nachgewiesen, dass sich konzentriertes aus der Luft gewinnen lässt. Im Rahmen von CORAL wollen die Stuttgarter Forscher gemeinsam mit den Projektpartnern diese Erfahrungen auf der Suche nach neuen Lösungswegen nutzen. Um sicherzustellen, dass das neue Verfahren nicht nur günstig ist, sondern auch ökologisch sinnvoll, werden die praktischen Arbeiten durch eine umfassende Ökobilanzierung optimal ergänzt. Gebündelte Kompetenz dreier Partner Das Forscherteam aus drei Einrichtungen bringt viele Kompetenzen für die ambitionierten Ziele mit: Koordiniert wird das Projekt vom ZSW, welches eine hohe Expertise bei der effizienten Nutzung erneuerbarer Energien und der Umsetzung von komplexen technischen Lösungen für die -Gewinnung aufweist. Am Institut für Polymerchemie der Universität Stuttgart (IPOC) sind Wissenschaftler spezialisiert auf die Herstellung und Optimierung von komplexen Materialien. Zusätzlich unterstützt das Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg (ifeu) die praktischen Arbeiten durch seine jahrelange Erfahrung in der Bewertung technischer Anwendungen in Bezug auf die ökologische Sinnhaftigkeit. Fördermaßnahme Plus Stoffliche Nutzung von zur Verbreiterung der Rohstoffbasis Projekttitel CORAL - -Rohstoff aus Luft: Entwicklung eines hocheffizienten Verfahrens zur -Bereitstellung aus Luft als Basis für die Erzeugung regenerativer Rohstoffe Laufzeit Förderkennzeichen 033RC005 Fördervolumen des Verbundprojektes Euro Kontakt Dr. Ulrich Zuberbühler Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) Industriestr Stuttgart Telefon: ulrich.zuberbuehler@zsw-bw.de Projektpartner Universität Stuttgart - Institut für Polymerchemie - Lehrstuhl für Makromolekulare Stoffe und Faserchemie ifeu - Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg GmbH Internet Herausgeber Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) Referat Ressourcen und Nachhaltigkeit, Bonn Redaktion und Gestaltung Projektträgerschaft Ressourcen und Nachhaltigkeit Projektträger Jülich (PtJ), Forschungszentrum Jülich GmbH Bildnachweis ZSW Stand: November

16 Dream Resource - Kohlendioxid für reaktive Polyole und grenzflächenaktive Substanzen Kohlendioxid als Ressource. Die Fördermaßnahme Plus Stoffliche Nutzung von Der Einsatz von Kohlendioxid als chemischer Baustein für Kunststoffe kann sich weiter vergrößern. Das Projektteam von Dream Resource untersucht, wie sich das Treibhausgas auch als Komponente für Dämmschaum und andere Produkte der Kunststoffindustrie nutzen lässt. Dafür entwickeln die sechs Partner aus Wirtschaft und Wissenschaft eine neue Technologie. Das Projekt wird im Rahmen der Fördermaßnahme Plus Stoffliche Nutzung von zur Verbreiterung der Rohstoffbasis gefördert. Die Maßnahme unterstützt Projekte, die innovative Technologien zur nachhaltigen Gewinnung und Nutzung von Kohlendioxid entwickeln. Die erste Innovation In einem ebenfalls vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Vorläuferprojekt gelang es dem Konsortium um den Werkstoffhersteller Covestro, das Abgas Kohlendioxid als Ersatz für Erdöl in der Kunststoffproduktion nutzbar zu machen. Diese Innovation hat zu einer Vielzahl von Projekten mit Beteiligung von Covestro geführt alle mit dem Ziel, den Anteil von in Kunststoffen zu erhöhen und gleichzeitig die Zahl der Kunststoffe, in denen das Treibhausgas eingebaut werden kann, zu steigern. Bisheriges Ergebnis: Derzeit lassen sich rund 20 Prozent Kohlendioxid in ein Vorprodukt von Polyurethan-Weichschaum einbauen, wie er in Matratzen oder Polstermöbeln zu finden ist. Die industrielle Produktion dieses neuartigen, nachhaltigen Kunststoffes hat begonnen. Erweiterte Produktpalette Auf die Verbreiterung der Produktpalette zielt auch das neue, über drei Jahre laufende Projekt Dream Resource ab. Dabei soll ein Verfahren entwickelt werden, mit dem Vorprodukte für andere Endprodukte der Kunststoffindustrie hergestellt werden können. Ebenso wie der bereits produzierte Weichschaum sollen sie einen -Gehalt von mindestens 20 Prozent aufweisen. Der restliche Anteil besteht in diesem Fall zu großen Teilen aus dem Erdöl- Derivat Ethylenoxid (EO), dessen Handhabung sehr anspruchsvoll ist. Auf Basis von und Ethylenoxid ließen sich zum Beispiel Bausteine für Polyurethan-Hartschaum herstellen, einem weitverbreiteten Dämmstoff für Gebäude und Kühlgeräte. Auch Formschaum, etwa für Autositze, kommt grundsätzlich in Betracht. Ferner ist denkbar, -EO-Verbindungen zur Produktion sogenannter oberflächenaktiver Substanzen bzw. Additive zu nutzen. Verbreiterung der Produktpalette für -haltige Vorprodukte: denkbar sind Dämmplatten aus Polyurethan-Hartschaum. Gebündelte Kraft aus Forschung und Wirtschaft Im Labor konnte bereits gezeigt werden, dass Reaktionen von mit EO machbar sind. In der technischen Umsetzung besteht jedoch noch erheblicher Forschungsbedarf. Dafür ist in diesem Projekt ein Konsortium aus zwei akademischen und vier Partnern aus der Wirtschaft zusammengekommen: Die RWTH Aachen University ist durch den Lehrstuhl für Technische Thermodynamik und das CAT Catalytic Center vertreten. Hier ergänzen sich Expertise in der Analyse, Bewertung und Optimierung von industriellen

17 Energie- und Produktionssystemen sowie Erfahrung in der Katalysatorforschung. Das Institut für Chemie der Technischen Universität Berlin unterstützt bei der Charakterisierung der oberflächenaktiven Substanzen und mit Technologiebewertungen. Fördermaßnahme Plus Stoffliche Nutzung von zur Verbreiterung der Rohstoffbasis Projekttitel Dream Resource - für reaktive Polyole und grenzflächenaktive Substanzen Laufzeit Förderkennzeichen 033RC002 Fördervolumen des Verbundprojektes Euro Ziel von Dream Resource ist eine Erweiterung der bestehenden Technologie. Das Unternehmen PSS Polymer Standards Service bringt sich im Bereich der Polymeranalytik ein. Der wirtschaftliche Partner Covestro wird die Darstellung der neuartigen Polyole und erste Materialtestungen durchführen. Anschließend werden die neuartigen Polyole auf ihre Eignung für oberflächenaktive Substanzen und Dämmplatten bei den Unternehmen BYK-Chemie GmbH und puren GmbH getestet. Kontakt Dr. Christoph Gürtler Covestro Deutschland AG Kaiser-Wilhelm-Allee 60, Leverkusen Telefon: christoph.guertler@covestro.com Projektpartner Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen - CAT Catalytic Center und Lehrstuhl für Technische Thermodynamik Technische Universität Berlin Institut für Chemie PSS Polymer Standard Service GmbH puren GmbH BYK-Chemie GmbH Internet Herausgeber Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) Referat Ressourcen und Nachhaltigkeit, Bonn Redaktion und Gestaltung Projektträgerschaft Ressourcen und Nachhaltigkeit Projektträger Jülich (PtJ), Forschungszentrum Jülich GmbH Bildnachweis Covestro Deutschland AG (Bild 1 und 2) Stand: November

18 eethylen - Elektrische Energie aus erneuerbaren Quellen zur elektrochemischen Herstellung von Ethylen aus Kohlendioxid als Ressource. Die Fördermaßnahme Plus Stoffliche Nutzung von Das Projekt eethylen nutzt Kohlendioxid und Überschussenergie aus erneuerbaren Quellen als Ressourcen. Die Forschungspartner wollen elektrische Energie aus regenerativen Quellen künftig chemisch speichern. Als Speicher dient Ethylen, das sie elektrochemisch aus gewinnen. Das Projekt wird im Rahmen der Fördermaßnahme Plus Stoffliche Nutzung von zur Verbreiterung der Rohstoffbasis gefördert. Die Maßnahme unterstützt Projekte, die innovative Technologien zur nachhaltigen Gewinnung und Nutzung von Kohlendioxid entwickeln. Direkte einstufige Herstellung Ethylen bildet mit einer weltweiten Jahresproduktion von 140 Millionen Tonnen den kohlenstoffbasierten Chemierohstoff mit dem höchsten Volumen überhaupt. Ethylen dient zum Beispiel als Ausgangsstoff für den Kunststoff Polyethylen. Gegenwärtig wird Ethylen aus dem Erdölderivat Naphtha sehr energieintensiv im Steamcracking -Verfahren bei Temperaturen um 800 C hergestellt. Die Forscher des Projekts eethylen entwickeln eine nachhaltige Alternative hierzu: die direkte, einstufige elektrochemische Herstellung von Ethylen aus Kohlendioxid und Wasser. und stammt aus erneuerbaren Quellen. Die Erkenntnisse der Forschungen sollen dabei direkt in die industrielle Entwicklung einfließen und so helfen, technische Verfahren zu entwickeln und optimieren. Die Beteiligung zweier Großunternehmen ermöglicht eine schnelle Umsetzung in die industrielle Anwendung. Verbund aus Industrie und Forschung Am Projekt sind drei Partner aus Wissenschaft und Forschung und die Unternehmen Evonik Resource Efficiency GmbH und Siemens AG beteiligt. Der Lehrstuhl für Festkörper und Oberflächenphysik der Ruhr-Universität Bochum untersucht vor allem die Reaktion mittels mikroskopischer und spektroskopischer Charakterisierungsmethoden. Der Lehrstuhl für Elektrochemie der Technischen Universität Berlin übernimmt die Messung und Auswertung der katalytischen Leistungsfähigkeit sowie des chemischen Produktspektrums. Eine Forscherin charakterisiert Katalysatormaterialien. Vom Abfall zum Massenprodukt Das Forscherteam im Projekt eethylen entwickelt neuartige Materialien, Prozesse und Systeme für die elektrochemische Synthese von Ethylen aus Kohlendioxid. Der Schlüssel liegt in der Technologie: An der Kathode der Elektrolysezelle soll Ethylen und an der Anode Sauerstoff entstehen. So werden im Gegensatz zum herkömmlichen Verfahren keine umweltschädlichen Nebenprodukte freigesetzt. Die benötigte Energie wird elektrisch zugeführt Das Helmholtz-Institut Erlangen Nürnberg verwendet im Projekt eethylen eigens entwickelte Methoden, die die Untersuchung von Materialbibliotheken und gleichzeitig die elektrochemische Charakterisierung ermöglichen. Sie werden für ein effizientes Screening geeigneter Elektrodenmaterialen eingesetzt. Die Evonik Resource Efficiency GmbH als Hersteller von Chemiekatalysatoren verfügt über Know-how und Erfahrungen bezüglich der Entwicklung, Herstellung, Vermarktung und Anwendung. Im Projekt eethylen entwickelt Evonik einen Katalysator und das entsprechende Herstellungsverfahren, das sich im Produktionsmaßstab realisieren lässt.

19 Fördermaßnahme Plus Stoffliche Nutzung von zur Verbreiterung der Rohstoffbasis Projekttitel eethylen Nutzung elektrischer Energie aus erneuerbaren Quellen zur elektrochemischen Herstellung von Ethylen aus Laufzeit Förderkennzeichen 033RC004 Fördervolumen des Verbundprojektes Euro In einer H-Typ Elektrolysezelle werden Katalysatoren vorcharakterisiert. Die Siemens AG verfolgt die elektrochemische Charakterisierung der direkten Umsetzung von zu Ethylen, sowie die Untersuchung stabiler Betriebsmodi bei industriell relevanten Betriebsparametern. Elektrolyseeinheiten zur Wasserstoffherstellung sind schon heute ein Teil des Siemens Produktportfolios. Kontakt Dr. Günter Schmid Siemens AG Günther-Scharowsky-Str. 1, Erlangen Telefon: Projektpartner Evonik Resource Efficiency GmbH Technische Universität Berlin Institut für Chemie Ruhr Universität Bochum Lehrstuhl für Festkörper und Oberflächenphysik Forschungszentrum Jülich GmbH - Helmholtz-Institut Erlangen-Nürnberg Internet Herausgeber Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) Referat Ressourcen und Nachhaltigkeit, Bonn Redaktion und Gestaltung Projektträgerschaft Ressourcen und Nachhaltigkeit Projektträger Jülich (PtJ), Forschungszentrum Jülich GmbH Bildnachweis Siemens AG Stand: November

20 MIKE - Methanisierung von Kohlendioxid aus Biogas mittels mikrobieller Elektrosynthese Kohlendioxid als Ressource. Die Fördermaßnahme Plus Stoffliche Nutzung von Aus Kohlendioxid und Überschussenergie wird Methan. Das Projektteam von MIKE erarbeitet ein Verfahren, das und überschüssigen Strom nutzt, damit Biogasanlagen effizienter werden. Die MIKE -Partner entwickeln einen robusten Biokatalysator, setzen ihn in einer Pilotanlage ein und betreiben diese unter industriellen Bedingungen. Das Projekt wird im Rahmen der Fördermaßnahme Plus Stoffliche Nutzung von zur Verbreiterung der Rohstoffbasis gefördert. Die Maßnahme unterstützt Projekte, die innovative Technologien zur nachhaltigen Gewinnung und Nutzung von Kohlendioxid entwickeln. Mikrobielle Elektrosynthese Die Projektpartner setzen mit MIKE auf Dreifach- Gewinn. Ihr Biogas-Vorhaben nutzt überschüssigen erneuerbaren Strom, vermeidet kostenintensive -Abtrennung und erzielt höhere Ausbeuten. Bisher produzieren Biogasanlagen rund 60 Prozent als Erdgas nutzbares Methan. 35 Prozent der Produktion sind Kohlendioxid, die restlichen 5 Prozent Wasserdampf, Stickstoff und weitere Störstoffe. Um das erzeugte Methan in das vorhandene Erdgasnetz einspeisen zu können, muss das Biogas zurzeit kostenintensiv gereinigt werden. Die Verwandlung des in Methan und damit die Erhöhung des Methananteils im Biogas mittels mikrobieller Elektrosynthese soll diesen hohen Aufwand ersetzen. In mikrobiellen Elektrosynthesen (MES) nehmen elektroaktive Mikroorganismen Elektronen von einer Kathode auf und reduzieren damit zu chemischen Produkten, etwa zu Methan. Sie zeichnen sich vor allem durch ihre hohe Elektronenausbeute von mehr als 80 Prozent im Vergleich zu anderen Verfahren aus. Als Elektronenquelle dienen elektrischer Strom aus erneuerbaren Energien oder Überschussstrom. Neben der hohen Elektronenausbeute hat die MES gegenüber pflanzen-basierten Verfahren zur -Fixierung weitere Vorteile. Es werden keine großen landwirtschaftlichen Flächen benötigt, auch der Wasserbedarf ist viel geringer. in Bioenergie verwandeln: MIKE nutzt die mikrobielle Elektrosynthese, um Biogas zu gewinnen. Modell für Biogasanlagen Während der dreijährigen Förderphase geht das Projektteam verschiedene Arbeitsschritte an. Das beginnt bei der Auswahl der geeigneten Biokatalysatoren und reicht über die Elektrodenentwicklung bis hin zur Konstruktion der MES-Pilotanlage, die in eine bereits bestehende industrielle Biogasanlage integriert wird. Auch der Betrieb der Pilotanlage unter realen industriellen Bedingungen im Industriepark Höchst, fernab von definierten Laborbedingungen, sowie die ökonomische Betrachtung der Prozesse und die Ökobilanzierung sind wichtige Teilvorhaben des Projektes. Die in MIKE entwickelte Pilotanlage empfiehlt sich nach erfolgreichem Betrieb an einer industriellen Biogasanlage modellhaft auch für die weiteren rund Biogasanlagen in Deutschland. Auch sie könnten mit der Technologie den Methananteil im Biogas erhöhen. Kompetenz in Innovation und Technologie Am Projekt beteiligt sind zwei Partner aus der Wissenschaft und zwei Partner aus der Industrie. In der Arbeitsgruppe Bioverfahrenstechnik des DECHEMA-Forschungsinstituts steht die Entwicklung neuer Verfahren für die enzymatische und mikrobielle Synthese von industrie-

21 relevanten Stoffen im Fokus. Hier werden auch seit vielen Jahren Fragestellungen an der Schnittstelle zwischen Bioverfahrenstechnik und Elektrochemie bearbeitet. Die Provadis School of International Management and Technology (PHS) befasst sich mit anwendungsorientierter Forschung in den Bereichen Klima- und Rohstoffwandel. Im Rahmen des Projektes MIKE übernimmt die PHS die ökologische Bewertung des Prozesses mittels Lebenszyklusanalyse auf Basis der -Bilanz. Der industrielle Partner Infraserv GmbH & Co. Höchst KG betreibt seit mehreren Jahren im Industriepark Höchst eine Biogasanlage, die biologisch abbaubare Reststoffe und Klärschlamm verwertet. Ihre Brennstoffleistung beträgt rund 20 Megawatt. Ergänzt wird das interdisziplinäre Konsortium durch die Expertise des ifn Forschungs- und Technologiezentrum GmbH (FTZ). Das Unternehmen ist nicht nur in die Prozesskontrolle lokaler Biogasanlagen involviert, es besitzt auch Erfahrung in der Entwicklung von Pilotanlagen und verschiedener Bioprozesse. Fördermaßnahme Plus Stoffliche Nutzung von zur Verbreiterung der Rohstoffbasis Projekttitel MIKE - Methanisierung von aus Biogas mittels mikrobieller Elektrosynthese Laufzeit Förderkennzeichen 033RC013 Fördervolumen des Verbundprojektes Euro Kontakt Dr.-Ing. Dirk Holtmann DECHEMA-Forschungsinstitut Bioverfahrenstechnik Theodor-Heuss-Allee 25, Frankfurt am Main Telefon: Holtmann@dechema.de Projektpartner Provadis School of International Management and Technology AG Infraserv GmbH & Co. Höchst KG Ifn Forschungs- und Technologiezentrum GmbH Internet Herausgeber Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) Referat Ressourcen und Nachhaltigkeit, Bonn Redaktion und Gestaltung Projektträgerschaft Ressourcen und Nachhaltigkeit Projektträger Jülich (PtJ), Forschungszentrum Jülich GmbH Bildnachweis DECHEMA-Forschungsinstitut Stand: November

22 OptiMeOH - Optimierte Prozesskette zur ressourceneffizienten Methanolsynthese Kohlendioxid als Ressource. Die Fördermaßnahme Plus Stoffliche Nutzung von Ohne den Einsatz von Erdöl zur wichtigen Basischemikalie Methanol - das wollen die Partner im Projekt OptiMeOH durch die Kombination von Druckbiofermentation, Synthesegaserzeugung und anschließender Methanolsynthese erreichen. Das Projekt wird im Rahmen der Fördermaßnahme Plus Stoffliche Nutzung von zur Verbreiterung der Rohstoffbasis gefördert. Die Maßnahme unterstützt Projekte, die innovative Technologien zur nachhaltigen Gewinnung und Nutzung von Kohlendioxid entwickeln. Optimierung auf ganzer Linie Methanol findet als Grundchemikalie in einer Vielzahl an Produkten Verwendung. Aus den jährlich weltweit erzeugten rund 60 Megatonnen Methanol werden Kunststoffe, Farben, Lösungsmittel und viele andere Produkte hergestellt. Momentan werden als Kohlenstoffquelle für die Methanolherstellung vor allem fossile Brennstoffe wie Kohle oder Erdgas verwendet - mit entsprechender Konsequenz für die -Bilanz der Prozesskette. Im Projekt OptiMeOH wird eine innovative Prozesskette zur Erzeugung von Methanol entwickelt, die auf den Einsatz fossiler Rohstoffe verzichtet. Durch die Einbindung von Biomasse als eine global verfügbare nachhaltige Kohlenstoffquelle wird so nachhaltig Methanol erzeugt. Von der Biomasse zum Methanol Das Forscherteam, geleitet vom Engler-Bunte-Institut des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) untersucht in der dreijährigen Projektlaufzeit einen neuartigen Biomasse-Umwandlungsprozess und ein innovatives Reaktorkonzept zur Methanolsynthese theoretisch und experimentell. Das Bindeglied ist die Synthesegaserzeugung in einem Wabenreaktor. An dieser Stelle können anschließend auch weitere in Industrieprozessen anfallende Nebenprodukt-Gasströme eingebunden werden. Das macht den Prozess besonders flexibel. Aus Biomasse wird in einem zweistufigen Verfahren unter Druck biochemisch Biogas, ein Gemisch aus Methan und Kohlendioxid, erzeugt. Weil so auch das Biogas bereits unter Druck steht, entfällt die sonst notwendige anschließende Kompression, was wiederum Energie spart. In der dann folgenden Methanreformierung wird das Biogas zu Synthesegas mit den Hauptkomponenten Kernstück des Projektes ist die Methanolsynthese in einem innovativen Blasensäulenreaktor. Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und Wasserstoff umgewandelt. Die von den Partnern entwickelte Prozesskette liefert so eine für die Methanolsynthese optimale Gaszusammensetzung. Zum Methanol gelangt man in einem innovativen Blasensäulenreaktor. Dieser zeichnet sich durch einen einfachen apparativen Aufbau aus und bietet diverse Vorteile bezüglich effizienter Wärmeabfuhr und Prozesskontrolle.

23 Um möglichst realitätsnahe Aussagen hinsichtlich wirtschaftlicher und ökologischer Aspekte des Gesamtprozesses zu treffen, wird die Prozesskette für zwei ausgewählte Modellstandorte betrachtet und mit etablierten Prozessen verglichen. Gemeinsam für mehr Nachhaltigkeit Das Projektteam besteht aus Partnern aus Forschung und Industrie. Das Engler-Bunte-Institut des KIT übernimmt dabei die Projektkoordination und ist verantwortlich für die Erarbeitung der notwendigen theoretischen Daten für eine weitere Betrachtung des Gesamtprozesses, sowie für grundlegende experimentelle Untersuchungen zur Methanolsynthese in Dreiphasenreaktoren. Die Druckfermentation optimiert die DVGW-Forschungsstelle am Engler-Bunte-Institut des KIT mit Hilfe vorhandener mathematischer Modelle. Daten zur Hydrodynamik in der Blasensäule liefert der Lehrstuhl für Thermische Verfahrenstechnik der TU Kaiserslautern. Die Betrachtungen zur Ökologie und Wirtschaftlichkeit der Prozesskette und speziell die der Einbindung von aus Industriegasen wird an Hand zweier realer Modellstandorte vom Lehrstuhl für Bauphysik, Abteilung Ganzheitliche Bilanzierung der Universität Stuttgart in Zusammenarbeit mit Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe GmbH und der DVGW-Forschungsstelle durchgeführt. Die hierfür nötigen Standortdaten werden vom DVGW sowie von der Infraserv GmbH & Co. Höchst KG zur Verfügung gestellt, die auch in der ökonomischen Bewertung eingebunden sind. Fördermaßnahme Plus Stoffliche Nutzung von zur Verbreiterung der Rohstoffbasis Projekttitel OptiMeOH - Optimierte Prozesskette zur ressourceneffizienten Methanolsynthese Laufzeit Förderkennzeichen 033RC007 Fördervolumen des Verbundprojektes Euro Kontakt Dr.-Ing. Siegfried Bajohr Karlsruher Institut für Technologie (KIT) - Engler-Bunte-Institut Engler-Bunte-Ring 1, Karlsruhe Telefon: siegfried.bajohr@kit.edu Projektpartner DVGW Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e.v. Technische Universität Kaiserslautern - Lehrstuhl für Thermische Verfahrenstechnik Universität Stuttgart - Lehrstuhl für Bauphysik - Abt. Ganzheitliche Bilanzierung (GaBi) keep it green gmbh Infraserv GmbH & Co. Höchst KG Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe GmbH Internet Herausgeber Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) Referat Ressourcen und Nachhaltigkeit, Bonn Redaktion und Gestaltung Projektträgerschaft Ressourcen und Nachhaltigkeit Projektträger Jülich (PtJ), Forschungszentrum Jülich GmbH Bildnachweis Technische Universität Kaiserslautern Stand: November

24 PROPHECY - Prozesskonzepte für die photokatalytische -Reduktion verbunden mit Life-Cycle-Analysis Kohlendioxid als Ressource. Die Fördermaßnahme Plus Stoffliche Nutzung von Die Energie der Sonne direkt zu nutzen, um aus Kohlendioxid wertvolle Chemikalien zu erzeugen, steht im Zentrum des Projekts PROPHECY. Das Forschungsteam will dafür neue hocheffiziente Materialien und Verfahren entwickeln. Das wichtigste Ziel ist die Erhöhung der Ausbeute. Das Projekt wird im Rahmen der Fördermaßnahme Plus Stoffliche Nutzung von zur Verbreiterung der Rohstoffbasis gefördert. Die Maßnahme unterstützt Projekte, die innovative Technologien zur nachhaltigen Gewinnung und Nutzung von Kohlendioxid entwickeln. Nachhaltige Basischemikalien Basischemikalien sind das Rückgrat der Chemischen Industrie. Aus ihnen entstehen Kunststoffe, Medikamente und Düngemittel. Bisher werden die Kohlenstoff-basierten Bestandteile weitestgehend aus Erdöl gewonnen. kann als Rohstoff für Basischemikalien wie Methan, Methanol oder einer Mischung aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff, sogenanntem Synthesegas, genutzt werden. Doch es wird viel Energie gebraucht, um das energiearme überhaupt zu einer Reaktion zu bewegen. Die Sonne ist eine nachhaltige Energiequelle, die Natur benutzt sie seit Urzeiten zur Herstellung von Zuckern durch die Photosynthese. Die Herausforderungen: Die Nutzung eines großen Anteils des Sonnenlichts und die Überwindung der außerordentlichen Reaktionsträgheit von Kohlendioxid und Wasser. Mit neuen Materialien und Prozesskonzepten wollen die Forscher des Projekts PROPHECY hohe Ausbeuten erzielen und gleichzeitig einen ökologisch und ökonomisch sinnvollen Prozess entwickeln. Neue Material- und Prozesskonzepte Die direkte Nutzung von erneuerbarer Energie ist für die Ökobilanz der -Nutzung essentiell. Müsste fossile Energie für die Aktivierung des trägen -Moleküls verwendet werden, würde eventuell mehr ausgestoßen als verbraucht. Mit sogenannten Halbleitern kann die Sonnenenergie in Photoreaktoren auf Kohlendioxid übertragen werden. Schon seit etwa 30 Jahren wird das Ziel einer praktikablen photokatalytischen Umsetzung von an Halbleitern verfolgt. Trotz intensiver Forschungsanstrengungen gelingen bisher aber keine guten Ausbeuten. Damit ist klar, dass sich am bekannten Forschungsansatz etwas ändern muss. Die Überwindung der Reaktionsträgheit des ist eine anspruchsvolle Aufgabe, die Teamarbeit und hochspezialisiertes Equipment erfordert. Mittels neuer Synthesewege zu bekannten Katalysatoren wie Zinkoxid wollen die Forscher von PROPHECY zunächst mehr Sonnenlicht nutzbar machen. Gleichzeitig werden aber auch völlig neue Materialien getestet, um möglichst hohe Ausbeuten an den gewünschten Produkten zu erzielen. Noch besser funktionieren die Reaktionen, wenn man neben trägem und Wasser auch reaktive Moleküle wie Wasserstoff verwendet. Der Einfluss dieser zusätzlichen Bausteine soll in neuen Prozessen getestet werden. Schließlich soll auch die Ökobilanz des neuen Prozesses genau unter die Lupe genommen werden und von Anfang an auf die industrielle Realisierbarkeit abgezielt werden. Akademisches Trio mit starkem Industriepartner Das Kernteam des Projekts sind drei Partner aus der Wissenschaft: Das Leibniz-Institut für Katalyse in Rostock bringt die nötige Expertise in der Entwicklung von photokatalytischen Verfahren mit. Mit der richtigen Analytik und mit dem richtigen Reaktorbau können theoretische Konzepte schnell in die Praxis gebracht werden.

25 Fördermaßnahme Plus Stoffliche Nutzung von zur Verbreiterung der Rohstoffbasis Projekttitel PROPHECY Prozesskonzepte für die photokatalytische -Reduktion verbunden mit Life-Cycle-Analysis Laufzeit Förderkennzeichen 033RC003 Im Projekt PROPHECY sorgt die Kombination aus Licht und Halbleiter für die optimale Umwandlung von. Die Arbeitsgruppe für Technische Chemie am Institut für Chemie der Universität Oldenburg ist erfahren in der Herstellung von verschiedensten Photokatalysatoren und der zielgerichteten Oberflächenanpassung. Die neuen Materialien können mithilfe von modernsten Analytikmethoden umfangreich charakterisiert werden. Ergänzt werden die Praxispartner durch das Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS) am Karlsruher Institut für Technologie. Hier untersuchen Forscher die Folgen und Zusammenhänge wissenschaftlicher und technischer Entwicklungen. Durch umfangreiche Ökobilanzierungen werden neue Prozesse von Anfang an nachhaltiger gestaltet. Unterstützt wird das Team vom industriellen Partner Siemens AG, mit der zentralen Forschungs- und Entwicklungseinheit Corporate Technology. Fördervolumen des Verbundprojektes Euro Kontakt Prof. Dr. Jennifer Strunk Leibniz-Institut für Katalyse e.v. an der Universität Rostock Albert-Einstein-Str. 29a, Rostock Telefon: jennifer.strunk@catalysis.de Projektpartner Universität Oldenburg Institut für Chemie, Technische Chemie 1 Karlsruher Institut für Technologie (KIT) Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS) Siemens AG (assoziiert) Internet Herausgeber Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) Referat Ressourcen und Nachhaltigkeit, Bonn Redaktion und Gestaltung Projektträgerschaft Ressourcen und Nachhaltigkeit Projektträger Jülich (PtJ), Forschungszentrum Jülich GmbH Bildnachweis Thomas Lange Stand: November

26 TherMemPlus - Energieeffiziente -Abtrennung auf erhöhtem Temperaturniveau in der Amin-Wäsche Kohlendioxid als Ressource. Die Fördermaßnahme Plus Stoffliche Nutzung von Das Projektteam von TherMemPlus gewinnt den Rohstoff Kohlendioxid aus Biogas. Für die notwendige Trocknung der Kohlendioxid-Wasserdampf-Mischungen nutzt es neuartige Membranen. Das neue effiziente Verfahren wird an einer Biogasaufbereitungsanlage getestet, die Biomethan in das Erdgasnetz einspeist. Das Projekt wird im Rahmen der Fördermaßnahme Plus Stoffliche Nutzung von zur Verbreiterung der Rohstoffbasis gefördert. Die Maßnahme unterstützt Projekte, die innovative Technologien zur nachhaltigen Gewinnung und Nutzung von Kohlendioxid entwickeln. Was feuchtes mit Prozesswärme verbindet Bei der Biogasproduktion entsteht neben dem gewünschten Methan auch Kohlendioxid und Wasserdampf. Das eignet sich gut für die weitere Nutzung, allerdings muss es dazu erst vom Wasserdampf getrennt werden. Trockenes ist eine Voraussetzung für eine stoffliche Verwertung, da feuchtes für die Anlagentechnik ausgesprochen korrosiv ist. Im dreijährigen Projekt TherMemPlus bearbeitet und erprobt ein Team aus Forschenden und Industriepartnern eine Membrantechnologie zur Abtrennung von Wasserdampf und Kohlendioxid bei höheren Temperaturen. TherMemPlus gewinnt Prozesswärme aus heißem zurück. Bisher übliche Verfahren sind sogenannte Amingaswäschen. Der Energiebedarf wird aus Prozessenergie gedeckt. Diese gelangt über Wasserdampf ins System, so dass im Produktgas der Wasserdampfanteil bis zu dreimal so groß wie der -Anteil sein kann. Vor allem für das Verdampfen von Wasser wird in erheblichem Umfang Wärmeenergie benötigt. Daher werden bei diesen Technologien Kreislaufprozesse zur Rückführung des Wassers favorisiert. An dieser Stelle setzt das Projekt TherMemPlus an. Anstelle eines nur teilweise möglichen Trennprozesses durch Abkühlung und Kondensation wird der Wasserdampf in einem innovativen Verfahren durch eine spezielle Membran bei Temperaturen über 100 C abgetrennt. Dadurch können Wasserdampf und das weitestgehend ohne Wärmeverlust separiert und die thermische Effizienz spürbar gesteigert werden. In gleicher Weise kann das Verfahren für die Trocknung von Kohlendioxid z.b. aus Kraftwerksabgasen verwendet werden. Ausgezeichnete Ökologie und Performance Vortests der Partner zeigen, dass die Trennung sogar bis über 120 C hinaus funktioniert und eine ausgezeichnete Trenngüte aufweist. Bisherige Lösungen sind nur selten über 80 C hinaus einsetzbar. Im Vorhaben wollen die TherMemPlus -Projektpartner die Auslastung der Membranen weiter perfektionieren, diese in ein Gaswaschverfahren der Biogasaufbereitung integrieren und praktisch testen. Sie erwarten eine spürbare Absenkung des spezifischen Wärmeverbrauchs, verbunden mit einer Verbesserung der stofflichen Qualität der -Gasströme. Da technische Prozesswärme weitgehend durch chemische Energieträger wie Öl, Gas und Kohle erzeugt werden muss, führt ein höherer energetischer Wirkungsgrad zusätzlich zu einer deutlich verbesserten -Bilanz. Das Verfahren eröffnet darüber hinaus branchenübergreifende Perspektiven für eine wirksamere Wärmeintegration in Produktionsprozessen, bei denen Prozessdampf eingesetzt wird.

27 Aus der Forschung in die Praxis Am Projekt beteiligen sich das Leibniz-Institut für Katalyse (LIKAT), das Institut für Energie- und Umwelttechnik (IUTA), die HS Apparatetechnik GmbH und das Innovations- und Bildungszentrums Hohen Luckow. Das LIKAT ist akademischer Schlüsselpartner für die Membrantechnologie. Das IUTA als wissenschaftlicher Partner verfügt über eine ausgezeichnete Pilotanlageninfrastruktur und umfangreiche Erfahrungen bei Gasaufbereitungen. HS Apparatetechnik und IBZ sind ihrerseits erfahrene Projektpartner im Biogasbereich. Fördermaßnahme Plus Stoffliche Nutzung von zur Verbreiterung der Rohstoffbasis Projekttitel TherMemPlus - Energieeffiziente -Abtrennung aus -H 2 O Systemen auf einem erhöhten Temperaturniveau am Beispiel der Amin-Wäsche Laufzeit Förderkennzeichen 033RC011 Fördervolumen des Verbundprojektes Euro Kontakt Dr. Ralf Boback IBZ e.v. Bützower Str. 1a Hohen Luckow Telefon: info@ibz-hl.de Mit der richtigen Kombination an Prozesstechnik und Materialforschung wird in TherMemPlus Kohlendioxid aus feuchten Gasen getrocknet. Projektpartner Leibniz Institut für Katalyse (LIKAT) e.v., Rostock Institut für Energie- und Umwelttechnik (IUTA) e.v., Duisburg HS Apparatetechnik GmbH, Lutherstadt-Wittenberg Internet Herausgeber Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) Referat Ressourcen und Nachhaltigkeit, Bonn Redaktion und Gestaltung Projektträgerschaft Ressourcen und Nachhaltigkeit Projektträger Jülich (PtJ), Forschungszentrum Jülich GmbH Bildnachweis JRF e.v Stand: November

28 Net+ - Analyse, Akzeptanz und Transfer als unterstützendes Gesamtpaket Kohlendioxid als Ressource. Die Fördermaßnahme Plus Stoffliche Nutzung von Das Projekt Net+ unterstützt als wissenschaftliches Begleitvorhaben die intensive Vernetzung von Projekten und bereitet Ergebnisse für die Öffentlichkeit auf. Analysen und Potenzialabschätzungen zur -Nutzung sowie die Untersuchung von Fragen zur Akzeptanz gehören ebenfalls zum Portfolio. Das Projekt wird im Rahmen der Fördermaßnahme Plus Stoffliche Nutzung von zur Verbreiterung der Rohstoffbasis gefördert. Die Maßnahme unterstützt Projekte, die innovative Technologien zur nachhaltigen Gewinnung und Nutzung von Kohlendioxid entwickeln. Katalysator für neue Technologien Das Bündeln, Aufbereiten und der Austausch von Knowhow ist von zentraler Bedeutung bei der Durchführung von Maßnahmen, an denen viele Akteure beteiligt sind. Das Projekt Net+ dient im Rahmen der Fördermaßnahme Plus als Katalysator, der die Vernetzung von Projekten und die Umsetzung von entwickelten Technologien verbessern und beschleunigen soll. Von der Forschung in die Öffentlichkeit Die DECHEMA als Projektkoordinator bereitet die Ergebnisse der Projekte auf, um sie öffentlich potenziellen Anwendern vorzustellen. Dies erfolgt durch die Organisation von sogenannten Statuskonferenzen zur Fördermaßnahme Plus, über Beiträge in Fachzeitschriften und Zeitungen, sowie durch die Bereitstellung und Pflege einer Website. Im Rahmen des Internetauftritts werden alle relevanten Neuigkeiten und Wissenswertes zum Thema bereitgestellt. Die intensive Vernetzung der geförderten Projekte und der Akteure der Fachgemeinschaft wird durch projektübergreifende Veranstaltungen gewährleistet, wie z.b. Workshops zu Querschnittthemen. Eine Abschätzung der erzielbaren Ressourceneffizienz- und Emissionsminderungspotenziale und volkswirtschaftlicher Umsetzung soll die Hebelwirkung der Projektergebnisse quantifizieren. Technologien zur stofflichen Nutzung von liefern einen wesentlichen Beitrag zur Verbreiterung der Rohstoffbasis der chemischen Industrie und eröffnen neue Wege, um -Emissionen zu reduzieren. Das wissenschaftliche Begleitvorhaben Net+ unterstützt Projekte, die durch Forschung und Entwicklung einen wesentlichen Beitrag zur Umsetzung und Verbreitung der entwickelten Technologien leisten. Im Fokus von Net+ stehen daher das Zusammenführen und Aufbereiten von Ergebnissen der Projekte für die Öffentlichkeit, die Vernetzung, die Bewertung und Potenzialabschätzung der Ergebnisse der Fördermaßnahme und Forschungsaufgaben zur Akzeptanz der -Nutzung. Ergebnistransfer in die Öffentlichkeit gehört zu den Kernaufgaben von Net+. als Wegweiser Um die geeignetsten -Nutzungsmethoden für jeden Standort zu identifizieren, müssen zunächst deutschlandweit -Quellen erfasst und ihre Güte kategorisiert werden. Das Center for Environmental Systems Research (CESR) an der Universität Kassel führt daher Stoffstromanalysen zur ökologischen Bewertung der -Quellen und der möglichen technischen Nutzungspfade durch. Relevant für die Bewertung sind auch die ökonomischen Einflussfaktoren. Gemeinsam mit Akteuren aus Industrie und Forschung entwickeln die Partner eine Roadmap, wie die Chemische Industrie in Deutschland künftig verstärkt als Kohlenstoffquelle nutzen kann. Neben der Chemischen Industrie wird nach branchenübergreifenden und vorteilhaften

29 Prozessketten gesucht, wie z.b. in der Zementindustrie oder im Abfallmanagement. Fördermaßnahme Plus Stoffliche Nutzung von zur Verbreiterung der Rohstoffbasis Projekttitel Net+ - Wissenschaftliches Begleitvorhaben zur Fördermaßnahme Laufzeit Förderkennzeichen 033RC001 Net+ untersucht, welche Faktoren die gesellschaftliche Akzeptanz der -Nutzung bestimmen. Ohne gesellschaftliche Akzeptanz ist die breite Einführung neuer Technologien undenkbar. Da die -Nutzung an der Schwelle zur Markteinführung steht, ist es besonders wichtig, die Meinung der Zivilgesellschaft zu erforschen. Die Identifizierung fördernder und hemmender Faktoren für die Akzeptanz der -Nutzung im Kontext aktueller Rohstoff- und Klimaschutzdebatten ist dafür von großer Bedeutung. Das Institute for Advanced Sustainability Studies Potsdam (IASS) untersucht Fragestellungen zu wahrgenommenen Potenzialen und Risiken und zur Akzeptanz der -Nutzung in der Gesellschaft. Informationsmaterialien für unterschiedliche Zielgruppen sollen die Kenntnis der Öffentlichkeit über die -Nutzung erhöhen. Die Gestaltung einer Plattform für den offenen Dialog mit gesellschaftlichen Akteuren stellt ebenfalls ein zentrales Anliegen des Projekts dar. Fördervolumen des Verbundprojektes Euro Kontakt Dr. Alexis Bazzanella DECHEMA e.v. Theodor-Heuss-Allee Frankfurt am Main Telefon: bazzanella@dechema.de Projektpartner Universität Kassel - Center for Environmental Systems Research Institute for Advanced Sustainability Studies e.v. (IASS) Internet Herausgeber Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) Referat Ressourcen und Nachhaltigkeit, Bonn Redaktion und Gestaltung Projektträgerschaft Ressourcen und Nachhaltigkeit Projektträger Jülich (PtJ), Forschungszentrum Jülich GmbH Bildnachweis IASS e.v. Stand: November