Die Kalkproduktion verursacht erhebliche CO₂-Emissionen und gilt als Herausforderung für die Dekarbonisierung der Baustoffindustrie. Ein Forschungsteam des Fraunhofer-Instituts für Keramische Technologien und Systeme (IKTS) entwickelt deshalb im Projekt „Grüner Kalk“ ein Verfahren, das das CO₂ direkt im Herstellungsprozess auffängt und weiterverwertet.

Kern der Anlage ist ein Membranreaktor, der mit einem elektrisch beheizten, abgedichteten Kalkofen kombiniert wird. Das während des Brennprozesses freigesetzte Kohlendioxid wird erfasst und anschließend für weitere chemische Reaktionen genutzt.

Methanisierung und Pyrolyse

Im Membranreaktor reagiert das abgeschiedene CO₂ mit grünem Wasserstoff zu Methan. Anschließend wird das Methan in einem Pyrolyseprozess in Wasserstoff und elementaren Kohlenstoff (Carbon Black) zerlegt. Der Wasserstoff wird in den Prozess zurückgeführt, während der Kohlenstoff als Rohstoff, beispielsweise für die chemische Industrie oder als Düngemittel in der Landwirtschaft, genutzt werden kann.

„Dank unserer Technologie reduzieren wir nicht nur drastisch die Emissionen im Kalkwerk, wir gewinnen gleichzeitig neue Rohstoffe. Wir arbeiten damit nach dem Carbon-Capture-and-Utilization-(CCU)Prinzip – scheiden also CO₂ aus Industrieabgasen oder der Luft ab, um es als Rohstoff wiederzuverwerten“, so Projektleiter Benjamin Jäger.

Membranreaktor: Perspektiven für weitere Industrien

Das entwickelte Reaktorprinzip wurde bereits beim Projektpartner HySON – Institut für Angewandte Wasserstoffforschung Sonnenberg gGmbH erprobt. Im nächsten Schritt soll die Technologie gemeinsam mit Industriepartnern in größerem Maßstab umgesetzt werden.

Laut den Forschenden eignet sich das Konzept nicht nur für die Kalkherstellung, sondern auch für Anwendungen in der Zementindustrie sowie in der Abfallwirtschaft.