Kontakt
Glossar

Green CF im Rheinischen Revier

Kohlenstofffasern (CF) zeichnen sich durch sehr hohe mechanische Eigenschaften bei geringem Gewicht aus. Auf diese Weise reduziert sich das Gewicht von hochbelasteten Bauteilen der Transportindustrie (v.a. Luftfahrt) und der Energieerzeugung (z.B. Rotoren der Windenergie). Zudem reduzieren das steife und damit aerodynamisch verbesserte Verhalten den CO2-Ausstoß im Betrieb. Parallel dazu bieten CF chemische und thermische Resistenz (z.B. Korrosionsbeständigkeit). Bei Betonen mit einer CF-Verstärkung werden weniger Zement/Sand verwendet als bei einer Stahlarmierung, und so CO2 eingespart. Zudem eignen sich CF-Produkte aufgrund der chemischen, thermischen und elektrischen Eigenschaften auch für Gasdiffusionslagen in Brennstoffzellen und Hochdruck-Behälter zur Speicherung des Wasserstoffs. Alle diese Eigenschaften machen CF zu einem der wichtigsten Materialien zur CO2-Reduktion. Leider wird bislang bei der Produktion viel CO2 erzeugt. Teijin hat als Konzern für alle Tochterfirmen (inkl. TCE) folgende Ziele 2030 stößt Teijin 30% weniger CO2 aus als 2018 2050 erfolgt die Produktion ohne die netto Emission von CO2 2030 werden 15% CO2 in der Lieferkette (z.B. Logistik) eingespart 2030 sind die eingesparten CO2-Emissionen der Endprodukte größer als alle CO2-Emissionen im Lebenszyklus. Das Hauptziel dieses Projekts ist die Verringerung der CO2-Emissionen bei der CF-Herstellung um mindestens 60% in einem TRL 6 zu erreichen: 1.       Die Vorlage für CF (Acrylnitril) basiert aktuell auf Erdöl. Im Rahmen dieses Projekts werden Routen für die Herstellung bio- oder Recycling- basiertes Acrylnitril entwickelt und in einer Pilotanlage erprobt (siehe RWTH Aachen). 2.       Bislang werden Precursor in Japan hergestellt, da die Produktion erst mit größeren Mengen effizient wird. Auch für dieses Projekt werden die Precursor in Japan in einer Pilotanlage hergestellt. Die nachhaltige hergestellte Rohstoffe sind in Japan nicht verfügbar, und werden aus Europa beschafft. 3.       Die Herstellung von CF ist energieintensiv. Um alle Elemente der CF-Produktion durch CO2-red. Module zu ersetzen, wird eine Pilotanlage mit folgenden Neuerungen entwickelt und unter realen Bedingungen getestet: 3.1 – Die bisherige Abluftreinigung benötigt v.a. Erdgas zur Verbrennung aller Emissionen der CF-Produktion. Es wird eine Abluftreinigung entwickelt und eingesetzt, die mit grünem Wasserstoff oder einem Gemisch aus grünem Wasserstoff und Erdgas arbeitet. 3.2 – Die Öfen der CF-Produktion sind bis zu 1800°C heiß. Mit optimierter Prozesstechnik (neue Öfen) und angepassten Parametern werden mindestens 18% Energie eingespart. 3.3 – Die Abwärme wird zurückgewonnen und für andere Anlagenteile genutzt. Der gesamte Energiebedarf reduziert sich um weitere 7%. Alles diese Ansätze werden bzgl. ihrer Kosten-Nutzen-Bilanz vom nova-Institut bewertet. 4.       Zum Betrieb der CF-Anlage werden ausschließlich erneuerbare Energieträger eingesetzt: Strom aus 100% erneuerbarer Energie und grüner Wasserstoff. Die RWTH Aachen validiert aussichtsreiche in der Literatur beschriebene Katalysatorsysteme zur Umwandlung von biomassebasierten Rohstoffen zu Acrylnitril. Die Arbeiten umfassen eine Literaturrecherche, den Aufbau eines Reaktors, die Herstellung, Charakterisierung von festen Katalysatoren sowie die Optimierung der Katalysatoren und Umwandlungsrouten. Das Ziel ist, dass diese Erkenntnisse in eine industrielle Nutzung transferiert werden. Das nova-Institut übernimmt die Projektkoordination und Ergebnisaufbereitung, sowie die ökon. und ökol. Bewertung der entwickelten Prozesse und Produkte. Die auf Basis erneuerbarer Rohstoffe hergestellten CF werden dabei bzgl. ihrer ökon. Machbarkeit wie auch ihres ökol. Profils im Vergleich zu konventionell produzierten CF via einer techno-ökonomischen Evaluierung und eines Life-Cycle-Assessment analysiert. Mögliche Optimierungen und potenzielle 'Hot Spots“ sowie potenzielle Lösungswege werden während der technologischen Entwicklung aufgezeigt.
Sie möchten Kontakt aufnehmen?
Telefon

Sie können uns telefonisch montags bis freitags von 08.00 bis 17.00 Uhr erreichen. +49 2461 70396-0

Formular

Schreiben Sie uns eine Nachricht mit Fragen, Kommentaren oder Feedback.