Siemens : Evonik und Siemens erzeugen aus Kohlendioxid und Ökostrom wertvolle Spezialchemikalien

In einer Fermentation - hier im Labormaßstab - verwandeln spezielle Bakterien CO-haltige Gase durch Stoffwechselprozesse in wertvolle Chemikalien. (Copyright: Evonik Industries AG)

'Wir entwickeln eine Plattform, mit der chemische Produkte wesentlich günstiger und umweltfreundlicher als heute produziert werden können', sagt Dr. Günter Schmid, technischer Verantwortlicher bei Siemens Corporate Technology. 'Auf Basis unserer Plattform können Betreiber ihre Anlagen künftig je nach Bedarf skalieren.' Die neue Technologie vereint mehrere Vorteile. Mit ihr lassen sich nicht nur Chemikalien nachhaltig produzieren, sie dient zudem als Energiespeicher, kann auf Stromschwankungen reagieren und dazu beitragen, das Stromnetz zu stabilisieren. Rheticus steht im Zusammenhang mit der Kopernikus-Initiative für die Energiewende in Deutschland, die nach neuen Lösungen für den Umbau des Energiesystems sucht. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert Rheticus mit 2,8 Millionen Euro.

'Mit der Rheticus-Plattform wollen wir zeigen, dass künstliche Photosynthese machbar ist', sagt Dr. Thomas Haas, verantwortlich für das Projekt der Creavis, der strategischen Innovationseinheit von Evonik. Künstliche Photosynthese meint, dass mit einer Kombination von chemischen und biologischen Schritten CO₂ und Wasser in Chemikalien umgewandelt werden - ähnlich wie es Pflanzen mithilfe von Chlorophyll und Enzymen tun, um Glukose zu synthetisieren.

In die Forschungskooperation bringen Siemens und Evonik jeweils ihre Kernkompetenzen ein. Siemens liefert die Elektrolysetechnik, mit der im ersten Schritt Kohlendioxid und Wasser mit Strom in Wasserstoff und Kohlenmonoxid (CO) umgewandelt werden. Evonik steuert das Fermentationsverfahren bei, also die Verwandlung CO-haltiger Gase zu Wertstoffen durch Stoffwechselprozesse mithilfe spezieller Mikroorganismen. Im Rheticus-Projekt werden beide Schritte - Elektrolyse und Fermentation - aus dem Labormaßstab in einer technischen Versuchsanlage zusammengeführt.

'Rheticus bündelt die Kompetenzen von Evonik und Siemens. Das Forschungsprojekt zeigt, wie wir die Power-to-X-Idee in die Anwendung bringen', sagt Dr. Karl Eugen Huthmacher vom BMBF. Die Erzeugung von Chemikalien mithilfe von Strom ist eine Idee des Power-to-X-Konzeptes. Als eine der vier Säulen der Kopernikus-Initiative soll es helfen, erneuerbare, elektrische Energie sinnvoll umzuwandeln und zu speichern. Zugleich trägt die Rheticus-Plattform dazu bei, die Kohlendioxidbelastung der Atmosphäre zu reduzieren, da das CO₂ als Rohstoff verwendet wird. So würde beispielsweise die Herstellung von einer Tonne Butanol drei Tonnen Kohlendioxid benötigen.

Evonik und Siemens sehen in der Rheticus-Plattform großes Potential für die Zukunft. So lässt sich die gewünschte Größe von Anlagen einfach verwirklichen - die chemische Industrie kann sie flexibel an lokale Gegebenheiten anpassen. Sie könnten künftig überall dort installiert werden, wo CO₂ vorhanden ist - etwa aus Kraftwerksabgasen oder Biogas.

'Der modulare Charakter und die Flexibilität hinsichtlich Standort, Rohstoffquellen und den hergestellten Produkten machen die neue Plattform insbesondere für die Spezialchemie attraktiv', sagt Haas. 'Wir setzen darauf, dass auch andere Firmen die Plattform nutzen und mit eigenen Modulen zur Herstellung ihrer chemischen Produkte verknüpfen.' ergänzt Schmid.