Evonik und Siemens haben ein gemeinsames Forschungsprojekt gestartet, um mithilfe von Bakterien und Strom aus erneuerbaren Quellen das klimaschädliche Kohlendioxid (CO₂) in Spezialchemikalien umzuwandeln. Hierzu erarbeiten rund 20 Wissenschaftler beider Unternehmen für die nächsten zwei Jahre in dem Forschungsprojekt "Rheticus" neue Elektrolyse- und Fermentationsprozesse. Bis zum Jahr 2021 soll eine erste Versuchsanlage am Evonik-Standort im nordrhein-westfälischen Marl in Betrieb gehen, die Chemikalien wie Butanol oder Hexanol erzeugt – beides sind Ausgangsstoffe beispielsweise für Spezialkunststoffe oder Nahrungsergänzungsmittel.

Chemikalien nachhaltig produzieren

Rheticus steht im Zusammenhang mit der Kopernikus-Initiative für die Energiewende in Deutschland und wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit 2,8 Mio. Euro gefördert. Als eine der vier Säulen der Kopernikus-Initiative soll es helfen, erneuerbare, elektrische Energie sinnvoll umzuwandeln und zu speichern. Zugleich wird durch Rheticus die Kohlendioxidbelastung der Atmosphäre reduziert, da das CO₂ als Rohstoff verwendet wird. „Wir entwickeln eine Plattform, mit der chemische Produkte wesentlich günstiger und umweltfreundlicher als heute produziert werden können“, sagt Günter Schmid, technischer Verantwortlicher bei Siemens Corporate Technology. Mit der neuen Technologie lassen sich nicht nur Chemikalien nachhaltig produzieren, sie dient zudem als Energiespeicher, kann auf Stromschwankungen reagieren und dazu beitragen, das Stromnetz zu stabilisieren.

Künstliche Photosynthese realisieren

„Mit der Rheticus-Plattform wollen wir zeigen, dass künstliche Photosynthese machbar ist“, sagt auch Thomas Haas von Evonik. Mit dem Begriff künstliche Photosynthese ist die Kombination von chemischen und biologischen Schritten gemeint, durch die CO₂ und Wasser in Chemikalien umgewandelt werden – ähnlich wie es Pflanzen mithilfe von Chlorophyll und Enzymen tun, um Glucose zu synthetisieren.

Synthese mit Zukunft

Für die Forschungskooperation steuert Siemens die Elektrolysetechnik bei, mit der im ersten Schritt Kohlendioxid und Wasser mithilfe von Strom in Wasserstoff und Kohlenmonoxid (CO) umgewandelt werden. Evonik steuert hierzu das Fermentationsverfahren bei, also die Verwandlung CO-haltiger Gase zu Wertstoffen durch Stoffwechselprozesse mithilfe spezieller Mikroorganismen. Im Rahmen des Rheticus-Projektes werden beide Schritte aus dem Labormaßstab in einer technischen Versuchsanlage zusammengeführt. Im naher Zukunft könnte auch eine Anlage mit einer Produktionskapazität von bis zu 20.000 Tonnen pro Jahr entstehen. Möglicherweise können in Zukunft auch weitere Spezialchemikalien oder gar Treibstoffe auf diese umweltschonende Art synthetisiert werden.

jmr