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Kohlendioxid für die Industrie : Dem Klima zuliebe

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Dort hinaus soll es eben nicht: Die Schornsteine des Braunkohlekraftwerks Belchatow in Polen, einer der größte Treibhausgasschleudern in der Europäischen Union. Bild: REUTERS

Die Verbindung ist ein idealer Rohstoff für chemische Reaktionen - ungiftig, nicht brennbar, reaktionsträge. Das sind gute Voraussetzungen für die wirtschaftliche Nutzung.

          Der globale Klimawandel ist eng verknüpft mit der Anreicherung von Kohlendioxid in der Atmosphäre. Daher gibt es viele Überlegungen, wie man den Ausstoß des Treibhausgases drosseln beziehungsweise dessen Konzentration in der Atmosphäre verringern kann. Da ein Großteil davon aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe stammt, gelten Einsparungsmaßnahmen bei Verkehr, Industrie und vor allem durch Gebäudedämmung als wichtigste Schritte für eine Reduktion der Emissionen. Diskutiert wird daneben auch die Möglichkeit, aus Verbrennungsgasen abgetrenntes Kohlendioxid zu verflüssigen und in geeigneten geologischen Stätten zu lagern. Als dritten Weg - mit wenn auch nur geringem Potential, bezogen auf den globalen Kohlendioxid-Haushalt - untersuchen Chemiker zurzeit intensiv, ob sich die Verbindung als Kohlenstoffquelle für chemische Synthese nutzen lässt.

          Schon seit 150 Jahren wird Kohlendioxid von der chemischen Industrie als Rohstoff verwendet. Das Gas wird mit Ammoniak zu Harnstoff umgesetzt, den man als Stickstoffdünger nutzt. Methanol, eine Grundchemikalie für die chemische Industrie, wird aus wasserstoffreichem Synthesegas und Kohlendioxid hergestellt. Außerdem steckt es als Ausgangsstoff im Schmerzmittel Acetylsalicylsäure und in cyclischen Carbonaten, die als Elektrolyt für Lithium-Ionen-Batterien genutzt werden. Alle vier Prozesse zusammen verwerten jedes Jahr etwa 110 Millionen Tonnen Kohlendioxid. Daneben wird die Verbindung mit etwa 20 Millionen Tonnen im Jahr als Industriegas genutzt, beispielsweise für sprudelnde Getränke, als Reinigungs- oder Extraktionsmittel etwa für entkoffeinierten Kaffee, als Kältemittel oder für Feuerlöscher.

          In der Kunsstoffproduktion

          Eine intensive Suche nach weiteren wirtschaftlichen Verwendungsmöglichkeiten ist derzeit im Gang, wie Alexis Bazzanella, Dennis Krämer und Martina Peters in den "Nachrichten aus der Chemie" (Bd. 58, S. 1226) beschreiben. Das Bundesforschungsministerium fördert beispielsweise eine Reihe von Verbundvorhaben in den kommenden fünf Jahren mit 100 Millionen Euro (www.chemieundco2.de). Denn die Verbindung ist einerseits ein idealer Rohstoff für chemische Reaktionen. Das Gas ist ungiftig, nicht brennbar, in großen Mengen vorhanden und in hoher Reinheit zugänglich. Andererseits ist Kohlendioxid aber äußerst stabil und reaktionsträge. Zu chemischen Reaktionen muss man das Gas gleichsam zwingen: durch Aktivierung mit Wärme, einem Katalysator oder speziellen energiereichen Reaktionspartnern.

          Als vielversprechendes Gebiet für die stoffliche Verwertung von Kohlendioxid gilt die Kunststoffproduktion. Hier gibt es bereits erste Erfolge vorzuweisen. Vor wenigen Wochen wurde beim Chemiekonzern Bayer eine Pilotanlage in Betrieb genommen, die aus Kohlendioxid und Epoxiden sogenannte Polyether-Polycarbonatepolyole erzeugen, die weiter zu Polyurethanen umgesetzt werden können. Aus Polyurethan werden Matratzen, Polstermöbel, Schuhsohlen und Dämmstoffe hergestellt. Das verwendete Gas erhält Bayer aus der Rauchgaswäsche eines Braunkohlekraftwerks bei Köln. An der Entwicklung des Verfahrens war die Gruppe von Walter Leitner von der Technischen Hochschule Aachen beteiligt. Von 2015 an soll eine größere Anlage den Kunststoff im Tonnenmaßstab erzeugen.

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