FAQ

Das CO₂-Recyclingtool von Umwelttechnik BW (UTBW) ist im Rahmen des Projektes „Innovation Hub CCU_BIO“ entstanden, aus Mitteln des Landeshaushaltes gefördert und durch das Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg begleitet. Die Ansprechpartnerinnen bei UTBW Paulina Leiman und Dr. Carola Seelmann sind über die E-Mail-Adresse biooekonomie@umwelttechnik-bw.de erreichbar.

Eine der Grundlagen des CO₂-Recyclingtools ist der Leitfaden „Biotechnologisches CO₂-Recycling“. Diesen können Sie hier herunterladen. Mehr Information zum Thema CO₂-Recycling finden Sie hier.

Beim Gesamtenergiebedarf bzw. allgemein beim Energiebedarf wird der jeweilige Produktbezug berücksichtigt. Dabei handelt es sich um eine Tonne Wasserstoff, die für den Prozess durch Elektrolyse produziert wird. Die Berechnung erfolgt über die jeweiligen Produkte jedoch unter Berücksichtigung der Stoffmenge.

Das molare Verhältnis der im Produkt enthaltenen Kohlenstoffatome zu CO₂ wurde bestimmt und anschließend mit den molaren Anteilen von CO₂ und CO im Abgas verglichen. Die Berechnung des mathematischen Produktes aus den genannten Anteilen erfolgte unter Berücksichtigung der zuvor ermittelten "mittleren Oxidationszahldifferenz" zur mindestens erforderlichen Stoffmenge H₂.

Aus dieser molaren H₂-Menge wurde dann die H₂-Menge in Kilogramm und daraus über den Energiebedarf der Elektrolyse [kWh/kg H₂] und einer Anpassung auf eine Tonne entsprechend der Energiebedarf H₂ in MWh berechnet.

Die Kosten des Energiebedarfs für die Wasserstoffproduktion sollten sowohl die Kosten des zugekauften Stroms als auch die Kosten des selbst erzeugten Stroms umfassen.

Das Tool ist darauf ausgelegt, Ihnen einen umfassenden Überblick über verschiedene Technologien, Verfahren und mögliche Produkte zu vermitteln. Bitte beachten Sie jedoch, dass Ihnen dieses Tool keine konkreten Empfehlungen zu einer zukünftigen Projektplanung liefert. Mit der Bereitstellung der Informationen möchten wir Ihnen helfen, informierte Entscheidungen zu treffen und die vorhandenen Ressourcen optimal zu nutzen. Sollten Sie spezifische Fragen zu bestimmten Produkten oder Technologien haben, stehen wir Ihnen gerne zur Verfügung.

Bei der Berechnung wird zunächst eine Art Sicherheitswert mit „Stoffmenge des erzeugten Produkts“ in Höhe von 0,1 eingeführt.

Das bedeutet, dass hier davon ausgegangen wird, dass aus einem Mol CO₂ 0,1 mol EtOH (beispielhaft) entstehen (ist bei allen Projekten gleich, bei „wertvolleren“ Molekülen entsprechend 0,01). Hierbei ist zu berücksichtigen, dass nur 10 % oder 1 % umgesetzt werden können, also eine Art "worst case".

Geht man rein chemisch von der Herstellung des Produktes aus, so ergibt sich folgende Situation:

2 CO₂ + 6 H₂ -> C₂H₅OH + 3 H₂O

Das Stoffmengenverhältnis wäre in diesem Fall: n(EtOH)/n(CO₂) = ½; 1 mol CO₂ würde dann 2 mol Ethanol ergeben (und nicht 0,1 wie in der obigen Annahme). Wir könnten uns also zwischen dem angenommenen ungünstigsten Fall von 0,1 und dem chemischen Wert von 2 befinden.

TRL oder "Technology Readiness Level" beschreibt auf einer Skala von 1 bis 9 den Entwicklungsstand einer Technologie, die zur Herstellung eines Produktes verwendet wird. Ein hoher TRL-Wert besagt, dass die Technologie kommerziell einsatzfähig ist oder kurz davorsteht, in großem Maßstab eingesetzt zu werden.

Produktpreis bezieht sich auf den Marktpreis des Produktes. Je weiter entfernt der Preis vom Mittelpunkt des Netzdiagramms liegt, desto teurer ist das Produkt.

Marktvolumen beschreibt die Gesamtmenge des Produktes auf dem Markt. Die Kenntnis des Marktvolumens ist für Unternehmen, die an CO₂-Recycling interessiert sind, wettbewerbs- und investitionsentscheidend, da sie dadurch die Größe und das Potenzial des Marktes einschätzen können.

Kohlenstoffverfügbarkeit bezieht sich auf die Kohlenstoffmenge, die für das Verfahren zur Verfügung stünde, wenn jedes Stahlwerk damit ausgestattet würde. Die Angabe ist allgemein gehalten.

Produktüberführtes CO₂, auch verwertetes CO₂ genannt, bezieht sich auf die gebundene Masse an CO₂ pro Kilogramm Produkt. Diese Messgröße gibt den Grad der CO₂-Bindung im Produkt an. 

Sie können das CO₂-Recyclingtool auch ohne Anmeldung nutzen. Die Nutzung ist in beiden Fällen kostenlos und vertraulich.

Falls Sie Ergebnisse speichern möchten, erfordert dies eine Registrierung. Ergebnisscharts können auch exportiert werden. Ihre Daten sind dabei für Dritte nicht einsehbar.

Entsprechenden Informationen finden Sie entweder im „Produktmodus“ oder auch in einem unverbindlichen Gespräch mit uns, in dem Ihre Ergebnisse besprochen werden können.

Es ist in der Tat eine Herausforderung, alle Informationen zu den Projekten in einem so kleinen Webtool vollständig abzubilden. Daher empfehlen wir den Nutzer:innen, die Ergebnisse in anschließenden Sessions gemeinsam mit uns zu besprechen, falls die Projekte nicht über eine allgemeine Suche im Internet zu finden sind. Darüber hinaus sind einige der im Tool enthaltenen Projekte bereits im Leitfaden „Biotechnologisches CO2-Recycling“ näher beschrieben.

Nein, biotechnologisches CO₂-Recycling muss nicht zwingend über eine Wasserstoffkonversion erfolgen, obwohl dies eine häufig verwendete Methode ist. Die Nutzung von Wasserstoff als Energiequelle für mikrobielles CO₂-Recycling ist vorteilhaft, da viele Mikroorganismen, wie z.B. hydrogenotrophe (wasserstoffverwertende) Bakterien und Archaeen, CO₂ und Wasserstoff (H₂) als Ausgangsstoffe verwenden, um energiereiche organische Verbindungen wie Methan oder Alkohole zu synthetisieren. Wasserstoff wird hier als Elektronendonor genutzt, was in der Regel sehr effektiv ist.

Es gibt jedoch auch alternative Ansätze, um biotechnologisch CO₂ zu recyclen, die nicht auf Wasserstoff als Energiequelle setzen:

1. Direkte Photosynthese mit Mikroalgen oder Cyanobakterien: Einige Mikroorganismen können CO₂ durch Photosynthese fixieren und benötigen dabei keine externe Wasserstoffzufuhr. Cyanobakterien und Mikroalgen wandeln CO₂ unter Nutzung von Lichtenergie in Biomasse um. Diese Biomasse kann dann weiterverarbeitet werden, um Biokraftstoffe, Plattformchemikalien oder andere wertvolle Produkte zu erzeugen.
2. Elektrobioverfahren: In bioelektrochemischen Systemen kann CO₂ direkt von Mikroorganismen in wertvolle Produkte umgewandelt werden, indem sie elektrische Energie als Elektronendonor nutzen. Hierbei wird beispielsweise eine anorganische Elektrode verwendet, die Elektronen für die Reduktion von CO₂ liefert, ohne dass Wasserstoff notwendig ist.
3. Acetogene Fermentation: Manche Mikroorganismen, sogenannte Acetogene, nutzen Gase wie CO und CO₂, oft in Kombination mit Wasserstoff, um Essigsäure und andere organische Verbindungen zu produzieren. In bestimmten Konfigurationen kann Wasserstoff aber durch organische Elektronendonatoren oder direkte Elektronenzufuhr aus Elektroden ersetzt werden.
4. Methanogenese ohne Wasserstoff: Es gibt ebenfalls Versuche, Methanogenese ohne externen Wasserstoff zu betreiben, indem z.B. Methanogene direkt mit elektrischen Strömen oder anderen Elektronendonatoren versorgt werden.

Derzeit gestaltet sich die präzise Kostenabschätzung für die Herstellung von beispielsweise 1 kg Ethanol aus CO₂ als herausfordernd. In unserer Analyse orientieren wir uns an den Preisen konventionell produzierter Produkte. Zur Ermittlung der potenziellen Einnahmen aus dem Verkauf der aus CO₂ gewonnenen Produkte ist es notwendig, eine umfassende Bilanzsumme zu erstellen. Dabei müssen auch die Energiekosten, die im Rahmen des Produktionsprozesses anfallen, berücksichtigt werden. Aus diesem Grund stützt sich die Schätzung der Bilanzsummen in unserem Tool auf die Preise konventionell hergestellter Produkte. 

Nach der Auswertung der von Ihnen eingegebenen Daten werden jene Projekte mit den höchsten Bilanzsummen dargestellt.