Mikroorganismen wandeln Abgas in nachhaltigen Kraftstoff um
Treibhausgasemissionen aus dem Industriesektor stellen eine erhebliche Belastung für die Atmosphäre dar und tragen zum globalen CO2-Fußabdruck bei. Bemühungen um eine zirkuläre Nutzung von Kohlenstoff, bei der kein zusätzliches CO2 in die Atmosphäre gelangt, sind für den Klimaschutz dringend erforderlich.
Fermentierung von Abgasen aus der Stahlerzeugung
Bei der Stahlerzeugung entstehen Gasemissionen, die reich an Kohlenmonoxid (CO), Kohlendioxid (CO2) und Wasserstoff (H2) sind. Im EU-finanzierten Projekt STEELANOL wird dieses Gasgemisch als Rohstoff für die Erzeugung von nachhaltigem Ethanol genutzt. Ethanol dient als umweltfreundlicher Fahrzeugkraftstoff und wird auch in der chemischen Industrie zur Herstellung von Kunststoffen verwendet. Bei der innovativen STEELANOL-Technologie wird die Gasfermentierung genutzt, wobei das entstehende Industrieabgas in einen Bioreaktor geleitet wird. Bei der von LanzaTech entwickelten Technologie wird ein Biokatalysator (Mikroorganismen) eingesetzt, um die vom Stahlwerk ausgestoßenen Gase zu fermentieren und CO und CO2 mit hoher Produktivität in Ethanol umzuwandeln. „Der Prozess ähnelt der Weinherstellung, bei der Mikroorganismen Zucker in Ethanol umwandeln, aber in diesem Fall wird der Zucker durch CO/CO2-Gas ersetzt und der Prozess findet kontinuierlich und nicht chargenweise statt“, erklärt Wim Van der Stricht, Projektkoordinator und technischer Direktor von ArcelorMittal, der den Bereich Technologie für CO2-Abscheidung und -Nutzung leitet.
Demonstrationsanlage
Im Rahmen des Projekts STEELANOL wurde die europaweit erste kommerzielle Anlage zur Herstellung von nachhaltigem Ethanol aus Abgasen, die bei der Stahlerzeugung entstehen, errichtet. In Zusammenarbeit mit dem Projekt Torero kann Holzabfall als Ausgangsmaterial für die Ethanolproduktion dienen, wobei es zunächst in Biokohle umgewandelt wird. Die Demonstrationsanlage wurde in Betrieb genommen und im Juni 2023 wurde erstmals Ethanol produziert. Ein industrieller Durchlauf zur Ethanolherstellung wurde Ende 2023 mit Erfolg durchgeführt. Die Anlage wird gegenwärtig auf volle Kapazität hochgefahren und soll bis 2025 rund 80 Millionen Liter Ethanol jährlich produzieren.
Verringerung der Abfallströme in der Stahlindustrie
Van der Stricht erläutert: „Die wichtigste Errungenschaft des Projekts bestand in der Schaffung eines kreativen Weges zur Herstellung erneuerbarer Kraftstoffe durch die Einführung innovativer Technologien und die Verknüpfung mehrerer Industrien im Sinne des Klimaschutzes.“ Während andere erneuerbare Energiequellen wie Wasser und Wind zur Stromerzeugung genutzt werden können, benötigen Kraftstoffe Kohlenstoff und sind daher auf eine kohlenstoffreiche Quelle angewiesen. Das Konsortium plant die weitere Implementierung dieser Technologie in anderen Stahlwerken sowie die Ausweitung des Ausgangsprodukts Ethanol auf andere Chemikalien und Sektoren. Ökobilanzstudien zeigen, dass die STEELANOL-Technologie das Potenzial hat, die Treibhausgasemissionen um mehr als 80 % zu senken. STEELANOL wird 64 000 Tonnen Ethanol jährlich produzieren, das als Alternative zu Benzin verwertet werden kann, wodurch 135 000 Tonnen CO2-Emissionen pro Jahr im Verkehrssektor eingespart werden können.
Schlüsselbegriffe
STEELANOL, Ethanol, Brennstoff, Kraftstoff, Treibhausgasemissionen, Mikroorganismen, Stahlindustrie, Abgase, Gasfermentierung, Bioreaktor, Klimaschutz
