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Dream Production – Technische Erschließung von CO2 als Synthesebaustein für Polymere
Abk.: Dream Production
 

Hintergrund

Die chemische Nutzung von Kohlendioxid bietet vor dem Hintergrund der Nachhaltigkeit das Potential, CO2 langfristig in Materialien und Produkte einzubauen und die üblichen Kohlenstoff-Bausteine auf petrochemischer Basis als Ausgangsmaterialien zu ersetzen. Durch die Substitution von Kohlenstoff-Bausteinen, die bisher aus Rohöl gewonnen und aufbereitet werden, könnten weitere CO2-Emissionen reduziert werden und natürliche Ressourcen geschont werden.

 

Gesamtziele des Vorhabens

Im Fokus des Forschungsprojektes „Dream Production“ steht die stoffliche Nutzung von CO2 als sogenannter C1-Baustein für die Herstellung von Polyurethan-Kunststoffen (PUR). Die CO2-Nutzung wird von einem Konsortium der Industriepartner Bayer MaterialScience, Bayer Technology Services und RWE Power AG sowie der RWTH Aachen Universität erforscht und analysiert. Die chemischen Prozesse aus dem Vorprojekt „Dream Reactions“ sollen nun in den Technikumsmaßstab überführt werden. Dazu ist eine Miniplant-Anlage im Chempark Leverkusen errichtet worden, die mittels Katalyse aus CO2 Polyetherpolycarbonatpolyole  herstellt. RWE Power AG stellt dazu CO2 aus dem Kraftwerk Niederaußem bereit, das über eine Pilotanlage zur CO2-Wäsche verfügt. Das Institut für Technische und Makromolekulare Chemie (ITMC) der RWTH Aachen untersucht die Eignung des Kraftwerk-Kohlendioxids für die Katalyse und weitet die Ideen auf weitere Innovationen aus. Parallel hierzu wird die gesamte neue Wertschöpfungskette im Rahmen einer Ökoeffizienz-Analyse vom Lehrstuhl für Technische Thermodynamik mit bereits bestehenden Verfahren zur Herstellung von Polyetherpolyolen verglichen.

 

 

 

Abb. 1: links: Kohlendioxid, rechts: Urethan-Gruppe

 

Ziele des Teilvorhabens

Die chemische Nutzung von CO2 soll hinsichtlich ihrer ökologischen und ökonomischen Nachhaltigkeitsaspekte beurteilt werden. Dies erfordert eine ganzheitliche Betrachtung aller vor- und nachgeschalteten Prozesse über den gesamten Lebenszyklus (Abb. 2). Mit Hilfe der Ökobilanz-Methodik (engl. Life Cycle Assessment, LCA) sollen die Umweltwirkungen erfasst werden. Der Fokus liegt dabei auf den klimarelevanten Umweltwirkungen, d.h. der Emissionen von Treibhausgasen. In der Ökoeffizienz-Analyse soll zusätzlich die wirtschaftliche Dimension betrachtet werden.

 

Beim Vergleich der Technologie mit alternativen stofflichen Nutzungsmöglichkeiten sowie der geologischen Speicherung müssen geeignete Bewertungskriterien für das abgeschiedene CO2 geschaffen werden. Der zeitliche Horizont der Betrachtung sowie die unterschiedlichen Umweltwirkungen von CO2 in der Atmosphäre und  in geologischen Speichern sind dabei zu berücksichtigen. Außerdem müssen die Bilanzgrenzen und Bezugsgrößen bei der Bewertung der Möglichkeiten geeignet gewählt werden.

 

 

Abb. 2: Schema der PUR-Herstellung aus CO2

 

Förderer

 

 
Ansprechpartner
Dr.-Ing. Niklas Assen von der
 
Projektdauer
30.04.2013
 
 

Projektpartner

Bayer Material Science, Leverkusen Bayer Material Science, Leverkusen
Bayer Technology Services, Leverkusen Bayer Technology Services, Leverkusen
RWE Power AG, Essen RWE Power AG, Essen
CAT Catalytic Center, Aachen CAT Catalytic Center, Aachen