Im Fokus: Innovative Verfahren für eine klimafreundlichere Chemie
Die meisten unserer Produktionsverfahren sind bereits hochoptimiert. Deshalb sind weitere Verbesserungen zur CO2-Reduktion immer schwieriger umzusetzen. Um Treibhausgasemissionen langfristig und in großem Umfang zu verringern, braucht es grundlegend neue Technologien. Daran arbeiten verschiedene Teams in unserem Carbon Management Forschungs- und Entwicklungsprogramm.
Der Fokus liegt dabei auf der Herstellung von Basischemikalien wie Wasserstoff. Das Element wird in vielen Prozessen als Reaktionspartner benötigt. Bisherige Verfahren zur Wasserstoff-Herstellung wie die Dampfreformierung verursachen hohe CO2-Emissionen. Deshalb treibt BASF technologieoffen zwei alternative Verfahren zur klimafreundlicheren Wasserstoff-Gewinnung voran: die Wasserelektrolyse und die Methanpyrolyse. Bei der Wasserelektrolyse wird Wasser direkt in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten. Kommt der hierfür benötigte Strom aus erneuerbaren Quellen, ist der Prozess CO2-frei. Den per Wasserelektrolyse erzeugten Wasserstoff wollen wir vorwiegend stofflich im BASF-Verbund nutzen sowie begrenzt auch für Vorhaben der Wasserstoff-Modellregion Rhein-Neckar. Aktuell arbeiten wir mit Siemens Energy an ersten Konzeptionsplanungen für den Bau eines PEM-Wasserelektrolyseurs (Proton Exchange Membrane) mit einer Leistung von 50 Megawatt am Standort Ludwigshafen. Zudem loten wir verschiedene Möglichkeiten der Projektförderung aus.
Parallel entwickeln wir in einem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Projekt gemeinsam mit Partnern aus Wissenschaft und Industrie die Methanpyrolyse. Bei diesem innovativen Verfahren wird (Bio-)Methan direkt in Wasserstoff und festen Kohlenstoff gespalten. Der Prozess erfordert rund 80 % weniger Strom als die Wasserelektrolyse und ist beim Einsatz erneuerbarer Energien nahezu CO2-frei. Nach umfangreichen Vorarbeiten haben wir 2021 am Standort Ludwigshafen eine Methanpyrolyse-Testanlage in Betrieb genommen. Sie soll Aufschluss über das Beheizungskonzept sowie den Einsatz neuartiger Materialien geben.
Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf alternativen Heizkonzepten für unsere Steamcracker-Öfen. Wir nutzen diese Anlagen, um Rohbenzin in Olefine und Aromaten aufzuspalten. Hierfür braucht es Temperaturen von rund 850 Grad Celsius, die normalerweise durch Verbrennung fossiler Brennstoffe erreicht werden – was mit hohen CO2-Emissionen einhergeht. Durch ein grundlegend neues Beheizungskonzept, basierend auf einer elektrischen Widerstandsheizung (eFurnace), und den Einsatz regenerativer Energien könnten künftig bis zu 90 % der prozessbezogenen Emissionen vermieden werden. Um das Konzept weiterzuentwickeln und zu pilotieren, haben wir im Jahr 2021 eine Kooperationsvereinbarung mit SABIC und Linde unterzeichnet und gemeinsam Fördermittel für den Bau einer Demonstrationsanlage beantragt.
Neben den neuen, CO2-armen Produktionsverfahren prüfen wir zudem den Einsatz innovativer CO2-Speicherverfahren. Am Standort Antwerpen plant BASF die Beteiligung an einem der größten Projekte zur Speicherung von CO2 unter der Nordsee (Carbon Capture and Storage). Zusammen mit Partnern des Konsortiums „Antwerp@C“ bietet das Vorhaben die Möglichkeit, die Emission von über 1 Million Tonnen CO2 pro Jahr aus der Produktion von Basischemikalien zu vermeiden. Eine endgültige Investitionsentscheidung soll 2022 fallen.
