NECOC 2.0: Aus Rauchgas wird Rohstoff

Das Karlsruher Institut für Technologie bringt sein eigens entwickeltes NECOC-Verfahren näher an die praktische Umsetzung. Anhand eines realen industriellen Einsatzes wird derzeit ein Konzept für den Bau des Gesamtprozesses entwickelt. 

Bei dem am KIT entwickelten NECOC-Verfahren reagiert das abgeschiedene CO2 zunächst mit Wasserstoff zu Methan. Dieses strömt anschließend durch einen Reaktor mit flüssigem Zinn, wo es in seine Bestandteile Kohlenstoff und Wasserstoff zerfällt. Der Wasserstoff fließt in die Methanisierung zurück, während der Kohlenstoff als feines Pulver anfällt, das fossilen Kohlenstoff in industriellen Anwendungen ersetzen kann. "Wir wollen das CO2 abscheiden und direkt in einen nutzbaren Rohstoff überführen", sagt Dr. Benjamin Dietrich vom Institut für Thermische Verfahrenstechnik (TVT) des KIT, der das NECOC-Verfahren maßgeblich entwickelt hat. "Das Verfahren eröffnet die Perspektive, CO2-Emissionen aus der thermischen Abfallverwertung zu reduzieren und zugleich Kohlenstoff für industrielle Anwendungen bereitzustellen."

Von der Forschung zur Pilotanlage

Die einzelnen Verfahrensschritte sind bereits in unterschiedlichen Maßstäben erforscht. In Vorgängerprojekten hatte das KIT die technische Machbarkeit der Umwandlung von CO2 in festen Kohlenstoff mit dem NECOC-Verfahren demonstriert. Eine 2020 am Institut für Thermische Energietechnik und Sicherheit (ITES) im dortigen Karlsruher Flüssigmetalllabor KALLA errichtete Verbundanlage führte die Methanisierung und Methanpyrolyse zusammen und erzeugte aus CO₂ mikrogranularen Kohlenstoff. Seit 2026 laufen zudem die Transferprojekte NECOC-BW (gefördert vom Land Baden-Württemberg) und CO₂DCC (gefördert vom Land Nordrhein-Westfalen), in denen Einsatzkonzepte für das NECOC-Verfahren für große Gusseisenwerke unter jeweils stark standortspezifischen Randbedingungen entwickelt werden.

Mit NECOC 2.0 gehen die Projektpartner nun den nächsten Schritt: Sie wollen die Prozesskette mit CO2 direkt aus einem realen industriellen Rauchgasstrom erproben und mit einer Abscheidung zu einer durchgängigen Anlage verbinden. Dazu entwickeln sie ein Konzept für den Bau des Gesamtprozesses. Zudem prüfen die Projektbeteiligten, ob sich der gewonnene Kohlenstoff beispielsweise für die Herstellung industrieller Produkte wie Batterieelektroden oder Baustoffe eignet.

Einen konkreten Fall für ihre Untersuchungen haben die Projektverantwortlichen in den thermischen Abfallbehandlungsanlagen der EEW-Gruppe in Eschbach gefunden (siehe Beitragsbild). Dort entstehen trotz kontinuierlicher Prozessoptimierungen und Effzienzsteigerungen sowohl fossile als auch biogene CO2-Emissionen. "Als Verbundkoordinator bringen wir unsere industrielle Erfahrung in das Projekt NECOC 2.0 ein und untersuchen gemeinsam mit unseren Partnern, wie sich CO2 aus den Rauchgasen abscheiden und als Rohstoff nutzen lässt", erklärt Timo Poppe, CEO von EEW Energy from Waste. In Eschbach werden jährlich rund 175.000 Tonnen Restabfälle behandelt.

Über NECOC 2.0

Am Forschungsprojekt NECOC 2.0 sind das KIT mit dem Institut für Thermische Verfahrenstechnik und dem Institut für Thermische Energietechnik und Sicherheit, EEW sowie das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS beteiligt. EEW untersucht und erprobt die CO2-Abscheidung an seinem Standort Eschbach; das KIT bearbeitet die Methanisierung und Methanpyrolyse zur Herstellung von festem Kohlenstoff. Die Forschenden vom IKTS des KIT untersuchen die elektrochemische Bindung von CO2 in Form von Calcium- und Magnesiumcarbonaten. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie fördert das Verbundprojekt mit insgesamt mehr als fünf Millionen Euro.

Beitragsbild: EEW