Ingenieure der EPFL schlagen eine systemweite Integrationslösung für die Abscheidung von Kohlenstoff und seine Mineralisierung in der Zementherstellung, der Stahlindustrie und der Abfallverbrennung vor.
Ingenieure der EPFL in Sion, Schweiz, haben nachgewiesen, dass es möglich ist, in wichtigen Industriezweigen "Netto-Null"- und "Netto-Negativ"-Emissionen zu erreichen, indem die Kohlenstoffabscheidung und -mineralisierung direkt in die industriellen Prozesse integriert wird. Die Studie, die sich mit der Zementherstellung, der Stahlindustrie und der Abfallverbrennung befasst, wurde in der Fachzeitschrift Energy and Environmental Science veröffentlicht und bietet einen kostengünstigen und energiesparenden Ansatz zur Senkung der CO2-Emissionen, der dazu beiträgt, die globalen Klimaziele deutlich zu erreichen.
In der Studie wird eine Lösung vorgestellt, mit der die Abscheidung und Mineralisierung von CO2 in den Produktionsprozess integriert werden kann. Die Mineralisierungsreaktion wandelt CO2#xTsub#x# endgültig in CO3 in Form von Carbonaten um, die eine sichere und nachhaltige Speicherlösung für CO2 darstellen. Ein weiterer ökologischer Vorteil ist, dass die Karbonate als Baustoff dienen können und die Nebenprodukte der Mineralisierung in die gemischte Zementformulierung integriert werden können. Dies wiederum vermeidet den Abbau und die Herstellung von Ressourcen und trägt zur Reduzierung von Emissionen und zur Kreislaufwirtschaft bei.
Die Forschungsarbeit des Labors für industrielle Prozesse und Energiesystemtechnik ( IPESE ) ist ein klares Beispiel dafür, wie die Systemintegration - die Zusammenfassung von zuvor getrennten industriellen Prozessen zu einem einzigen System - die Emissionen in Schlüsselsektoren erheblich reduzieren kann. Laut Professor François Marechal, dem Leiter von IPESE, müssen diese Sektoren CO2 abtrennen, um CO2-Neutralität zu erreichen. "Es reicht nicht aus, fossile Brennstoffe durch erneuerbare Energien zu ersetzen, um das Ziel "Netto-Null" zu erreichen. In dieser Studie zeigen wir, wie wichtig ein prozessintegrierender Ansatz ist, um die Kosten der CO2-Abscheidung und -Sequestrierung zu senken", so François Marechal. Laut Forschungsergebnissen erreicht die Mineralisierung den ultimativen Oxidationszustand von Kohlenstoff, gewährleistet eine sichere und nachhaltige Sequestrierung und löst das Problem der Suche nach tiefen geologischen Standorten für die Sequestrierung.
Sarah Holmes von der Royal Society of Chemistry äußerte sich zu den Auswirkungen der Studie. "Diese Forschung zeigt, wie die Industrie die Kohlenstoffabscheidung und -speicherung auf praktische und wirtschaftlich machbare Weise integrieren könnte. Sie zeigt auch das Potenzial für negative Nettoemissionen auf, was den betroffenen Industrien neue Möglichkeiten eröffnet, ihre Auswirkungen auf den Klimawandel zu verringern. Dies ist ein guter Anfang, um einen Fahrplan für eine grünere und nachhaltigere Zukunft der Zementproduktion, der Müllverbrennung und der Stahlherstellung zu erstellen."
Wiederverwendung von Materialien, die in der Nähe und vor Ort gefunden wurden.
Der Doktorand Rafael Castro-Amoedo zeigt, wie die Nutzung großer Mengen an Abwärme, alkalischen Feststoffrückständen und Prozessemissionen die Kosten für die Sequestrierung um 50 % senken könnte. Derzeit machen diese Sektoren etwa 12% der gesamten Emissionen der EU aus. Die Studie zeigt, dass CO2 zu Grenzkosten von maximal 85 Euro pro Tonne CO2 sequestriert werden könnte. Auf dem europäischen Kontinent würde diese Lösung zu einer Reduktion von 860 Millionen Tonnen CO2 führen, wobei im Vergleich zu den sozialen Kosten des Nichtstuns jährlich 107 Milliarden Euro eingespart würden.
