CO2-Sonden belegen Effizienz der Kohlenstoffabscheidung
Cool Planet Technologies, spezialisierter Anbieter membranbasierter Kohlenstoffabscheidungslösungen, organisierte kürzlich eine Live-Demonstration seiner modularen Kohlenstoffabscheidungstechnologie in einer Pilotanlage in Grimsby, Vereinigtes Königreich. Die Teilnehmenden konnten die CO2-Konzentrationen vor und nach der Abscheidung in Echtzeit beobachten, wobei kontinuierliche Daten von Vaisala MGP241 Inline-Messsonden bereitgestellt wurden.
Hintergrundinformationen
Die Klimakrise zwingt Länder und Unternehmen weltweit, ihre Treibhausgasemissionen deutlich zu reduzieren. Letztendlich wird dies von der Dekarbonisierung und einer Abkehr von fossilen Brennstoffen abhängen. Es gibt jedoch eine Reihe von Branchen, in denen die Reduktion von Treibhausgasen schwer zu erreichen ist. Dazu gehören Prozessemissionen in den Sektoren Zement, Kalk, Stahl und Chemikalien sowie Verbrennungsemissionen in Prozessen wie Umwandlung von Abfall in Energie.
Angesichts der Dringlichkeit der Klimakrise, der bevorstehenden Netto-Null-Ziele und des Dilemmas der schwer zu dekarbonisierenden Industrien besteht weltweit eine große Nachfrage nach effektiven Kohlenstoffabscheidungstechnologien, die wirtschaftlich im industriellen Maßstab betrieben werden können.
Cool Planet Technologies (CPT) wurde im Jahr 2019 von einer Gruppe hauptsächlich ehemaliger Führungskräfte aus der Öl- und Gasbranche gegründet, mit dem alleinigen Ziel, die globale Nachfrage nach effektiven Technologien zur Kohlenstoffabscheidung zu erfüllen.
Membranbasierte CO2-Abscheidung
CPT ist der kommerzielle Partner für eine membranbasierte Kohlenstoffabscheidungstechnologie, die am Helmholtz-Zentrum Hereon in Deutschland entwickelt wurde. Dadurch erhält CPT exklusive weltweite Rechte zur Kommerzialisierung der neuesten Generation der PolyActive™-Membran und Kohlenstoffabscheidungstechnologie von Hereon. CPT und Hereon haben eine Patentanmeldung für den Entwurf ihres gemeinsam entwickelten Kohlenstoffabscheidungsmoduls eingereicht und werden weiterhin gemeinsam an der Weiterentwicklung der Technologie arbeiten.
Torsten Brinkmann von Hereon sagt: „Membrantechnologie bietet zahlreiche Vorteile gegenüber alternativen Methoden der Kohlenstoffabscheidung. Wichtig ist, dass keine Chemikalien oder Verbrauchsmaterialien notwendig sind und Membranen eine lange Lebensdauer von etwa fünf Jahren aufweisen.“
Im Vergleich zwischen Hereons Membranen und Hohlfasermembranen ergänzt Torsten Brinkmann: „Flachmembranen bieten eine größere Flexibilität bei der Auswahl anwendungsspezifischer Materialien und ermöglichen eine überlegene Strömungsdynamik im Gasflusspfad, wodurch die intrinsischen Membraneigenschaften optimal genutzt werden können.“
CPT Chief Technology Officer, Simon Gorringe, fasst die Vorteile ihrer Flachmembrantechnologie zusammen: „Diese Membranen sind hoch effizient, einfach zu handhaben, kompakt und umweltfreundlich.“
Ein wichtiger Aspekt für den Erfolg der Kohlenstoffabscheidung ist, wirtschaftlich sinnvolle Möglichkeiten zur Nutzung, Speicherung oder Abscheidung von CO2 zu ermitteln. Sobald Kohlendioxid durch die Technologie von CPT abgeschieden wurde, kann eine Nachbehandlungseinheit eingesetzt werden, um das CO2 auf Lebensmittel- oder Abscheidungsqualität aufzubereiten oder zu verflüssigen.
Wirksamkeit der Kohlenstoffabscheidung durch CO2-Sonden nachweisen
Speziell entwickelte Simulationstools sagten in der Anfangsphase der Entwicklung die Leistungsfähigkeit der Kohlenstoffabscheidungsmodule voraus, indem sie ausschließlich Permeationsdaten eines Einzelgases als experimentellen Input nutzten. Anschließend wurden diese Modelle durch Vergleiche mit Tests, die in der Grimsby-Pilotanlage durchgeführt wurden, evaluiert und als äußerst genau befunden – die Ergebnisse lagen innerhalb von 1 % der vorhergesagten CO2-Abscheidung.
Die Pilotanlage zur Kohlenstoffabscheidung von CPT in Grimsby wurde so konzipiert, dass die Steuerung des Druckverhältnisses über die Membranen in den Modulen sowie die Steuerung des CO2-Gehalts des Speisegases möglich ist. Die Anlage ist mit zwei CPT-Modulen ausgestattet, obwohl sie vier Module aufnehmen kann. Die beiden Module in der Vorführanlage werden in Serie betrieben und bieten 500 m² Membranfläche, wodurch eine CO2-Abscheidungskapazität bis zu 37.000 Tonnen pro Jahr erreicht wird.
Zwei Live-Demonstrationen der Kohlenstoffabscheidungsleistung der CPT-Anlage in Grimsby wurden Anfang Juni und Oktober 2025 durchgeführt und boten eingeladenen Gästen aus Branchen wie Kalk, Zement und Stahl einen Machbarkeitsnachweis sowie eine Leistungsverifizierung der Kohlenstoffabscheidungsdaten von CPT.
Fünf Vaisala MGP241 Sonden überwachen die CO2-Konzentration im Speisegas kontinuierlich, während des Prozesses sowie jeweils im Permeat und Retentat. Sie protokollieren Daten einmal pro Sekunde und berechnen sowie zeigen die Effizienz der Kohlenstoffabscheidung in Echtzeit an.
„Die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der CO2-Sonden sind wesentlich“, erklärt Simon Gorringe. „Unsere anfänglichen Untersuchungen deuteten darauf hin, dass die Vaisala Sonden unseren strengen Anforderungen genügen würden, aber die Pilotanlage ermöglichte es uns, Massenberechnungen durchzuführen, um ihre Genauigkeit zu überprüfen. Glücklicherweise konnte diese Arbeit die hohe Leistungsfähigkeit der Vaisala Sonden belegen.“
Die MGP241 Sonde wurde speziell entwickelt, um eine Marktlücke bei Messsonden für die Kohlenstoffabscheidung zu schließen. Die MGP241 zeichnet sich dadurch aus, dass die patentierte CARBOCAP® Infrarottechnologie mit Autokalibrierung für die gleichzeitige Inline-Messung von sowohl Kohlendioxid als auch Feuchte zum Einsatz kommt. Die Sonden können jede CO2-Konzentration von 0 bis 100 % präzise messen. Auch die Messung der Feuchte ist wichtig, da Kondensation zur Bildung von Säuren führen kann, die die Geräte beschädigen würden.
Nächste Schritte
CPT hat kürzlich bekannt gegeben, dass vor Ort in Höver mit der Errichtung seiner Kohlenstoffabscheidungsanlage mit einer Kapazität von 10.000 Tonnen pro Jahr begonnen wurde. Das Konstruktionsteam von CPT installiert und verbindet derzeit die vorgefertigten Module, was voraussichtlich etwa zwei Monate dauern wird. Die Kohlenstoffabscheidung soll im zweiten Quartal 2026 beginnen. Anschließend wird die Anlage über einen Zeitraum von zwölf Monaten die Leistungsfähigkeit, Wirtschaftlichkeit und Bedienbarkeit der CPT-Technologie im industriellen Maßstab demonstrieren und zudem Vaisala Sonden zum Nachweis der erwarteten Leistung einsetzen. Beispielsweise strebt CPT eine CO2-Rückgewinnung von 95 % an. CPT und Holcim arbeiten dann zusammen, um die Höver-Anlage vollständig zu dekarbonisieren, indem sie 2026 eine Kohlenstoffabscheidungsanlage mit einer Kapazität von 200.000 Tonnen pro Jahr errichten. Darüber hinaus ist geplant, zu Beginn des nächsten Jahrzehnts eine größere Anlage zu bauen, die etwa 90 % der CO2-Emissionen von Höver (rund 800.000 Tonnen pro Jahr) abscheiden kann.
Mit Blick auf die Zukunft sagt CPT CEO Andrew Corner: „Mit über 150 Standorten weltweit repräsentiert Holcim ein enormes Dekarbonisierungspotenzial für die Technologie von CPT.“ Angesichts der Größe und Dringlichkeit der weltweiten Nachfrage nach Dekarbonisierung hebt Andrew Corner jedoch das globale Potenzial hervor: „Von Anfang an waren wir entschlossen, nicht nur sicherzustellen, dass unsere Kohlenstoffabscheidungslösung modular und skalierbar ist, sondern auch, dass sie sowohl ökologisch als auch wirtschaftlich nachhaltig ist.“
CPT adressiert klar alle schwer zu dekarbonisierenden Industrien, und Andrew Corner ist überzeugt, dass der Schlüssel zur Ausschöpfung dieses Potenzials darin besteht, Vertrauen und Sicherheit in die Effizienz der Kohlenstoffabscheidung zu schaffen. „Ich freue mich sehr, die wichtige Rolle anzuerkennen, die Vaisala Sonden bei der Schaffung dieses Vertrauens spielen“, betont er. „Unsere Kunden müssen wissen, welches Leistungsniveau sie von unseren Systemen erwarten können, deshalb ist die Inline-Messung genauer, zuverlässiger CO2-Konzentrationen von entscheidender Bedeutung.“
