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Nach Angaben des Zementherstellers Holcim erzeugt die Schweizer Zementindustrie ca. 9. % des gesamten CO2, das in der Schweiz auf menschliche Aktivitäten zurückzuführen ist. Im weltweiten Durchschnitt sind es ca. 4%. Das liegt daran, dass CO2 bei der Zementherstellung gleich aus zwei Quellen freigesetzt wird: Pro Tonne Zement entstehen rund 230 kg CO2 aus den Brennstoffen für die Energieerzeugung. Fast die doppelte Menge entweicht aber aus den eingesetzten Rohmaterialien: Bei der Herstellung von Zement werden Kalkstein, Ton, Sand und Eisenerz gebrannt und unter Beimengung von Gips vermahlen. Beim Brennen wird aus dem Kalkstein Kohlendioxid freigesetzt – und zwar rund 450 kg pro Tonne Zement.

Den CO2-Ausstoß in die Atmosphäre bei der Zementherstellung zu reduzieren, lohnt sich also. Dabei muss man unterscheiden, wo das CO2 entsteht: Geht es um die Energiebereitstellung, lassen sich die Emissionen durch energieeffizientere Prozesse und durch den Einsatz erneuerbarer Energieträger erheblich senken. Doch die CO2-Freisetzung aus den Rohstoffen lässt sich kaum beeinflussen. Hier kann man erst nach der Entstehung ansetzen und das CO2 aus den Abgasen entfernen. In einem Projekt der Industriellen Gemeinschaftsforschung wird dafür gerade ein neuer Weg erprobt. Bisher setzte man vor allem auf die aminbasierte CO2-Wäsche. Dabei wird das Rauchgas durch eine wässrige Lösung geleitet, die Diethanolamin, Methyldiethanolamin oder andere Amine enthält. Die Waschlösung kann durch „Austreibung“ des CO2 regeneriert werden. Das CO2 kann dann komprimiert und weiter verwendet (Carbon Capture and Usage, CCU) oder gelagert (Carbon Capture and Storage, CCS) werden. Für die Regeneration wird allerdings wieder viel Energie gebraucht. Außerdem sind Amine häufig toxisch und teils korrosiv, so dass alternative Verfahren willkommen wären.

Das IGF-Projekt setzt deshalb auf eine trockene  CO2-Adsorption. Zum Einsatz sollen dabei poröse Materialien kommen, in denen die Amine fest gebunden vorliegen. Die Forscher aus Duisburg, Dortmund und Düsseldorf entwickeln derzeit geeignete Materialien auf Zeolithbasis. Diese haben eine sehr große Oberfläche, so dass große Mengen an Rauchgasen behandelt werden können. Wieviel CO2 solche Zeolithe aufnehmen können, wird noch untersucht. Parallel zur Materialentwicklung wird auch daran geforscht, wie ein solcher Reinigungsschritt in die Zementherstellung eingebunden werden könnte. Das Projekt soll Ergebnisse für den Labor- und den Technikumsmaßstab liefern; begleitet wird es durch die Entwicklung geeigneter theoretischer Modelle zum Stoff- und Wärmetransport. Ziel des Projekts ist eine Machbarkeitsstudie, die auch den Energiebedarf berücksichtigt.

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