CO2Cycle: Ressourcenschonende CO2-Nutzung zur Herstellung von Calciumcarbonat

Der Bausektor hat einen signifikanten Einfluss auf den Ressourcenverbrauch der Gesellschaft und ist ein großer Verursacher von Treibhausgasemissionen. Ein Hauptgrund liegt in der energetisch aufwendigen Umwandlung der Rohstoffe in hochwertige Baustoffe wie Zement. Bei diesen Prozessen sind Kohlendioxid-Emissionen unvermeidbar. Zudem fallen bei Sanierungen und Abriss große Mengen an Bauschutt an. Daher sind zwingend neue Verfahren notwendig, um CO₂-Bilanz und Ressourceneffizienz im Bausektor zu verbessern. Das Projekt »CO₂Cycle« verfolgt das Ziel, Calcium aus mineralischen Abfällen zu verwenden, um CO₂ aus CO₂-haltigen Prozessgasen in leicht zu transportierendes und vielseitig einsetzbares Calciumcarbonat (CaCO₃ oder Recycled-Precipitated Calcium Carbonate - R-PCC) umzuwandeln. Der CO₂Cycle-Ansatz vereint dabei die Themen CO₂-Abscheidung, stoffliche CO₂-Nutzung und Upcycling von Bauschutt.

Extraktionstechnologie für Schlacken auf Bauschutt übertragen

Hauptziel des Projekts ist es, ein Verfahren zur Wiederverwertung von CO₂ zur Produktion von R-PCC zu entwickeln und zu validieren. Dabei kommt CO₂ aus Prozessabgasen zum Einsatz – wie es in Zementwerken, Holzkraftwerken, Verbrennungsanlagen für feste Siedlungsabfälle oder bei der Biogasproduktion anfällt. Für die Abscheidung von CO₂ aus Gasströmen wird die am weitesten verbreitete Technologie der Gaswäsche eingesetzt. Das hergestellte Produkt
R-PCC ist ein wertvoller Rohstoff, der vor allem in der Papier-, Kunststoff- und Farbenindustrie verwendet wird.  

Im Projekt soll die bereits patentierte Ca-Extraktionstechnologie von Schlacken (siehe NuKos) auf Bauschutt übertragen, die Recyclingmethoden für die Prozesslösungen wie Essigsäure und Amin weiterentwickelt sowie die Energieeffizienz des gesamten Prozesses analysiert werden. Betonabfälle sind eine wertvolle Calciumquelle und ihre Nutzung als Rohstoff tragen zur Ressourcenschonung bei. Der optimierte Recyclingprozess für die Reagenzien Essigsäure und Amin ist ebenfalls von zentraler Bedeutung, da durch eine effiziente Wiederverwertung Stoffkreisläufe geschlossen werden können und dies wiederum die Effizienz des Verfahrens maximiert.

Die Anwendung der »CO₂Cycle«-Technologie bietet erhebliche ökologische und ökonomische Vorteile. Zum einen wird durch die Nutzung von CO₂ aus Abgasen zur Produktion von R-PCC eine langfristige CO₂-Speicherung erreicht, da der Kohlenstoff im R-PCC über Jahrzehnte gebunden bleibt. Dies verringert CO₂-Emissionen und unterstützt die Ziele des European Green Deals. Zum anderen wird durch die Wiederverwertung von Bauabfällen als Calciumquelle der Materialverbrauch reduziert. Die hohe Effizienz des Verfahrens ermöglicht, dass neben R-PCC auch andere Nebenprodukte wie Sand und Kies recycelt werden.

Gleichzeitig lassen sich durch die Nutzung von R-PCC die Kosten für die Beschaffung und Verarbeitung von Primärrohstoffen reduzieren. Zudem senkt das Verfahren die Entsorgungskosten für Bauabfälle, die sonst auf Deponien landen würden. Der Einsatz von recyceltem PCC kann auch zu Kosteneinsparungen in der Papier-, Kunststoff- und Farbenindustrie führen, wo der Bedarf an hochwertigen Füllstoffen besteht. Das Verfahren unterstützt die Unternehmen dabei, ihre CO₂-Bilanz zu verbessern.