Ziel von Carbon4PtL ist es, eine Durchführbarkeitsstudie zu entwickeln, wie Kohlenstoffdioxid (CO₂) für die Power-to-Liquid (PtL)-Produktion nachhaltig und wirtschaftlich verfügbar gemacht werden kann. Dabei werden kritische Prozesspunkte, wie die Reinheit des CO_2, untersucht und die Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit der Prozesse bewertet. Dazu arbeitet CENA Hessen von 2024-2026 mit Forschungsinstituten und Industriepartnern im Projekt Carbon4PtL zusammen.

CENA Hessen ist Projektkoordinator für Carbon4PtL und untersucht, inwieweit die bestehende Regulatorik angepasst werden müsste, um CO₂ als Produkt nutzbar zu machen. Dabei betrachten wir die regulatorischen Rahmenbedingungen für die Aufbereitung von Kohlenquellen zur Kraftstoffherstellung, analysieren bestehende Investitionshemmnisse und entwickeln darauf aufbauend Handlungsempfehlungen.

Das Projekt wird mit rund 0,63 Millionen Euro vom Hessischen Ministerium für Wirtschaft, Energie, Verkehr, Wohnen und ländlichen Raum (HMWVW) gefördert.

Die geplante Durchführbarkeitsstudie schafft Transparenz über die bestehenden CO₂-Punktquellen und die perspektivische Emissionsleistung anhand verschiedener Szenarien. Dies ermöglicht gezielte Maßnahmen zum CO₂-Management und deren Überwachung.

Durch die Verwendung realer Daten von hessischen CO₂-Punktquellen, Prognosen zu deren zukünftiger Entwicklung und die Berücksichtigung der konkreten Verhältnisse in Hessen sollen die Ergebnisse und Erkenntnisse der Studie eine größtmögliche Realitätsnähe erreichen. Alternative Nutzungsmöglichkeiten von CO₂ werden in dieser Studie teilweise berücksichtigt, da auch diese eine entsprechende Reinigung und Logistik erfordern. Möglich wäre eine rohstoffliche Nutzung des CO₂ (Carbon Capture and Usage, CCU) außerhalb von PtL-Kraftstoffen, z.B. in der chemischen Industrie, oder ggf. eine Verbringung in Lagerstätten (Carbon Capture and Storage, CCS).

Carbon4PtL umfasst die gesamte Supply-Chain von möglichen CO₂-Punktquellen über die Logistik bis hin zur CO₂-Nutzung in der PtL-Synthese. Einzelne PtL-Anlagen existieren bereits, jedoch fehlt eine wissenschaftliche Analyse, die die gesamte CO₂-Supply-Chain umfasst und damit Fragen zur Skalierung der industriellen CO₂-Nutzung beleuchtet.

Wir beschäftigen uns mit folgenden Forschungsfragen entlang der Wertschöpfungskette:

• Welche CO₂-(Punkt-)Quellen gibt es heute in Hessen und welche sind zukünftig zu erwarten?
• Welche CO₂-Mengen fallen heute und voraussichtlich zukünftig an?
• Welche Zusammensetzungen haben die verschiedenen Abgase?
• Wie kann das CO₂ abgetrennt und gereinigt werden?
• Wie hoch sind die Kosten für die Abscheidung und Reinigung von CO₂?
• Wie sind die CO₂-Quellen in Hessen verteilt und welche Standorte eignen sich für Verarbeitungsanlagen?
• Wie könnte eine Produktdefinition für CO₂ aussehen?
• Wie kann industrielles CO₂ technisch und regulatorisch nutzbar gemacht werden?
• Wie nachhaltig, ökonomisch und ökologisch, wäre eine CO₂-Nutzung (CCU) gegenüber der Lagerung (CCS)?

Für die Herstellung von E-Fuels wird neben grünem Wasserstoff auch CO₂ benötigt. Hierfür kommen verschiedene Quellen in Frage: Während biogene Quellen (z. B. Altspeiseöle) tendenziell begrenzt sind, ist die Gewinnung aus der Atmosphäre (Direct Air Capture, DAC) aufgrund der geringen CO₂-Konzentration aufwändig und derzeit noch sehr teuer. Eine weitere CO₂-Quelle sind industrielle Punktquellen. Ein Großteil der CO₂-Emissionen, die aus Punktquellen stammt, entsteht aus der Verbrennung fossiler Energieträger. Daneben gibt es aber auch prozessbedingte Emissionen, z.B. in der Zement- und Kalkindustrie. Zwar können diese durch den Umstieg auf erneuerbare Energien nicht vermieden werden, doch sie bieten das Potenzial zukünftig für die Herstellung von E-Fuels genutzt zu werden.

Das Konsortium setzt sich aus fünf Projektpartnern zusammen und wird von vier assoziierten Partnern aus der Industrie inhaltlich unterstützt.

Zu den Partnern im Projekt Carbon4PtL zählen neben CENA Hessen, das Center for Environmental Systems Research (CESR), die Frankfurt University of Applied Science (FRA UAS), die INERATEC GmbH und die Provadis School of International Management & Technology AG. Als assoziierte Partner wirken die Dyckerhoff GmbH, die Fritz Winter Eisengießerei GmbH & Co. KG, die HIM GmbH sowie die Infraserv Höchst GmbH & Co. Höchst KG mit.