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Doch die industrielle Nutzung war nur von kurzer Dauer: Gegen\u00fcber dem ab 1913 genutzten Haber-Bosch-Verfahren, bei dem Luftstickstoff an einem Katalysator mit Wasserstoff zu Ammoniak reagiert, hatte der stromhungrige Prozess aus Norwegen wirtschaftlich keine Chance. Die Folge: Rund 1,4 Prozent der globalen Kohlendioxid-Emissionen gehen heute auf das Konto des von Fritz Haber und Carl Bosch entwickelten Prozesses, der aber f\u00fcr die Weltern\u00e4hrung nach wie vor unverzichtbar ist.<\/p>\n\n\n\n
Fossile Energietr\u00e4ger durch klimaneutral erzeugten Strom zu ersetzen, ist inzwischen das Gebot der Stunde. Und ohne Elektrifizierung l\u00e4sst sich das Ziel einer klimaneutralen Chemie bis 2050 nicht erreichen. Auch deshalb besch\u00e4ftigen sich Forscher wieder intensiv mit Plasmachemie und Elektrolyseverfahren, aber auch mit elektrischen Alternativen zu fossil beheizten Reaktoren. Vor allem bei der Herstellung von Basischemikalien wie Ethen lohnt der Blick auf die Prozessalternativen. Zehn dieser Stoffe, darunter auch Ammoniak, Chlor oder Natronlauge, sind f\u00fcr rund 70 Prozent aller Treibhausgas-Emissionen der Chemie verantwortlich.<\/p>\n\n\n\n
Chemiereaktoren elektrisch beheizen <\/h3>\n\n\n\n
Ein prominentes Beispiel f\u00fcr das Reduzieren von Treibhausgas ist die Elektrifizierung der Steamcracker: Die bislang meist mit Gas befeuerten Spalt\u00f6fen liefern die Grundbausteine f\u00fcr die Produktion vieler Basischemikalien. 90 Prozent der CO2<\/sub>-Emissionen – weltweit immerhin rund 300 Millionen t pro Jahr – lassen sich auf das Beheizen dieser Anlagen zur\u00fcckf\u00fchren.<\/p>\n\n\n\n Konzerne wie Dow, Shell, Sabic, Linde und BASF treiben deshalb die Entwicklung elektrisch beheizter Steamcracker voran. Noch im Jahr 2024 soll in Ludwigshafen eine entsprechende Demonstrationsanlage an einem gro\u00dftechnischen Cracker in Betrieb gehen. Doch klar ist: Allein mit der elektrischen Beheizung von Prozessen l\u00e4sst sich das Ziel einer klimaneutralen Chemie nicht erreichen.<\/p>\n\n\n\n Die 2019 von Dechema und FutureCamp Climate ver\u00f6ffentlichte Studie \u201eRoadmap Chemie 2050\u201c<\/a> hatte am Beispiel Deutschland gezeigt, dass eine klimaneutrale Chemie nur durch Schlie\u00dfung von Stoffkreisl\u00e4ufen, CO2<\/sub>-freien Wasserstoff und neuen, strombasierten Verfahren gelingen kann.<\/p>\n\n\n Wie die Transformation der Chemie funktionieren k\u00f6nnte, hatten zuletzt auch der Chemieverband VCI und der Verein Deutscher Ingenieure im Jahr 2023 untersucht und in der Studie C4C drei Szenarien auf dem Weg hin zu einer klimaneutralen Chemie im Jahr 2045 bewertet. Allen gemeinsam ist ein enormer Bedarf an elektrischer Energie – zwischen sechs und zehn Mal h\u00f6her als bisher und zudem klimaneutral erzeugt. Vor allem die Wasserelektrolyse schl\u00e4gt hier zu Buche.<\/p>\n\n\n\n Aber im Hype um den gr\u00fcnen Wasserstoff wird ein weiterer Erfolgsfaktor meist \u00fcbersehen: Auch Sekund\u00e4rrohstoffe, darunter Kunststoffabf\u00e4lle oder Biomasse, sind wesentlich. Es braucht also die Kombination aus alternativen Rohstoffen und der Elektrifizierung der Chemie. Im Beispiel der Steamcracker k\u00f6nnte das ein elektrisch beheizter Spaltofen sein, der nicht mit Naphtha aus Erd\u00f6l, sondern Pyrolyse\u00f6l aus Kunststoffabf\u00e4llen oder synthetischem Leichtbenzin gespeist wird.<\/p>\n\n\n\n Aber auch die Elektrochemie hat Potenzial. Aktuelle Entwicklungen zielen darauf, Elektrolyseverfahren nicht nur effizienter zu machen, sondern auch \u00fcber Wasserstoff und Chlor hinaus zu nutzen.<\/p>\n\n\n\n So wird im Kopernikus-Projekt P2X an der Co-Elektrolyse geforscht: F\u00fcr das Energy Lab 2.0 am Karlsruher Institut f\u00fcr Technologie (KIT) hat der Elektrolysespezialist Sunfire im Jahr 2023 eine Anlage geliefert, in der mit gr\u00fcnem Strom aus Wasserdampf und Kohlendioxid in nur einem Schritt Synthesegas entsteht. Das Gemisch aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid bildet die Grundlage f\u00fcr viele Chemikalien und alternative Kraftstoffe. Der Clou dabei: Je nach Anforderung und gew\u00fcnschten Folgeprodukten k\u00f6nnen die Anteile von Wasserstoff und Kohlenmonoxid im Synthesegas eingestellt werden.<\/p>\n\n\n\n Doch die Co-Elektrolyse ist nur eine M\u00f6glichkeit, Synthesegas herzustellen. Der Chemiekonzern Evonik geht im Projekt PlasCO2<\/sub><\/a>\u00a0einen anderen Weg: Wasserstoff und Kohlendioxid werden in einem Plasma-Reaktor zu Synthesegas umgesetzt, das anschlie\u00dfend zur Produktion von C4-Chemikalien genutzt werden soll. Mit dem eingangs erw\u00e4hnten, energieintensiven Lichtbogen-Plasma hat das Verfahren wenig zu tun: Das reaktionsfreudige Plasma – ein gasf\u00f6rmiges Gemisch aus Ionen und freien Elektronen – entsteht bereits bei Temperaturen unter 100\u00b0C.<\/p>\n\n\n\n![\"Ein](\"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2024\/04\/Elektrifizierung_Steamcracker_Treibhausgas.jpg\")
In einem Rutsch zum Synthesegas <\/h3>\n\n\n\n