CO₂ galt lange als Abfallprodukt industrieller Prozesse – heute wird es zunehmend als Rohstoff betrachtet. Der Ansatz dahinter wird unter dem Begriff CCU (Carbon Capture and Utilization) zusammengefasst: die Abscheidung von CO₂ aus Abluft oder Umgebungsluft und die Nutzung als Kohlenstoffquelle in industriellen Prozessen. Die Richtlinie VDI 4635 Blatt 3.2 zeigt, wie CO₂ gewonnen, aufbereitet und in Produktionsprozessen oder Power-to-X-Systemen eingesetzt werden kann. In diesem Beitrag erfahren Sie, welche Technologien verfügbar sind, wie die CO₂-Gewinnung funktioniert und warum dies für Unternehmen und die Klimabilanz zunehmend relevant ist.

Vom Abfallprodukt zur Ressource

CO₂-haltige Abluft fällt in vielen Industrieanlagen an, z. B. in Zementwerken, Biogasanlagen, chemischen Betrieben oder Müllverbrennungsanlagen. In der Produktion von Kunststoffen, Arzneimitteln, Farben und vielem mehr ist Kohlenstoff unabdingbar, und er kann aus CO₂ gewonnen werden. Mit modernen Verfahren der CO₂-Abtrennung lässt sich dieses Gas gezielt trennen und als Rohstoff weiterverwenden. So wird aus einem Abfallstrom eine nutzbare Ressource für chemische Synthesen, Power-to-Gas, Power-to-Liquid oder die Methanolproduktion. CCU ermöglicht damit eine schrittweise Abkopplung von fossilen Kohlenstoffquellen.

Schlüsseltechnologie Power-to-X

Power-to-X (PtX) bezeichnet Technologien, bei denen elektrische Energie (Power) aus erneuerbaren Quellen in gasförmige oder flüssige Energieträger (X) sowie Grundchemikalien umgewandelt wird. CO₂ dient dabei als Kohlenstoffquelle für die nachgelagerte Synthese – etwa bei Methanisierung (Power-to-Gas), bei der Herstellung synthetischer Kraftstoffe (Power-to-Liquid) oder bei chemischen Grundstoffen für Industrieprozesse. Ob der Kohlenstoff aus fossilen Quellen stammt oder durch Abtrennung aus Abluft gewonnen wurde, wirkt sich unmittelbar auf Klimabilanz und regulatorische Bewertung aus.

Die Richtlinienreihe VDI 4635 bildet diese Prozesskette systematisch ab – aktuell mit folgenden Blättern:

• Blatt 3.1 beschreibt die Grundlagen für die Planung von Wasserelektrolyseanlagen,
• Blatt 3.2 (die vorliegende Richtlinie) legt den Fokus auf die Bereitstellung von CO₂ als Subsystem,
• weitere Blätter adressieren Konversionspfade wie Methanisierung und flüssige Kohlenwasserstoffe.

Ergänzend unterstützt eine VDI-Expertenempfehlung zum Genehmigungsverfahren Betreiber bei der Umsetzung in der Praxis. Sie erläutert regulatorische und normative Hierarchien, ordnet Rechtsgrundlagen ein und zeigt beispielhaft, welche Unterlagen und Nachweise im Genehmigungsprozess erforderlich sind. Damit bietet sie eine praxisnahe Orientierung in einer Phase, in der die Zahl der Power-to-X-Projekte und damit auch der Genehmigungsverfahren deutlich zunimmt.

Drei Schritte der CO₂-Gewinnung

1. Aufbereitung der Eduktströme
   Entfernung störender Stoffe wie Partikel, Feuchtigkeit oder korrosiver Verbindungen.
2. Abtrennung des CO₂
   Einsatz von Verfahren wie Absorption, Membrantrennung, Druckwechseladsorption (PSA) oder kryogenen Prozessen.
3. Aufbereitung der Produktströme
   Herstellung eines transport- und speicherfähigen CO₂-Produktstroms, z. B. für Tanks oder Leitungen.

Lagerung und Transport

Gewonnenes CO₂ kann gespeichert oder transportiert werden – je nach Anwendungsfall per Rohrleitung, Tanklastwagen oder Bahnkesselwagen. Für den industriellen Hochlauf von CCU und Power-to-X wird langfristig ein flächendeckendes CO₂-Pipelinenetz empfohlen, um den steigenden Bedarf (bis 2030 ca. 6,5 Mio. t) abzudecken.

Ökonomische und regulatorische Relevanz

Die Nutzung von CO₂ aus industriellen Abluftströmen kann die regulatorische Einstufung von Anlagen und Produkten beeinflussen:

• TEHG (Treibhausgas-Emissionshandelsgesetz): Regelt die Meldung und Verrechnung von CO₂-Emissionen aus Industrieanlagen. CO₂, das aus Abluft abgeschieden und weiterverwendet wird, kann unter bestimmten Bedingungen nicht als Emission gezählt werden. Betreiber können so die Emissionsbilanz ihrer Anlage verbessern.

• BEHG (Brennstoffemissionshandelsgesetz): Betrifft Brennstoffemissionen. CO₂ aus Quellgasen kann als nicht-fossil oder vermieden klassifiziert werden, wodurch die meldepflichtigen CO₂-Mengen sinken und ggf. weniger Abgabe für Emissionszertifikate anfällt.

• RED II (Erneuerbare-Energien-Richtlinie): Bewertet die Klimawirkung von CO₂-basierten Energieträgern. CO₂ aus industrieller Abluft kann Power-to-Gas- oder Power-to-Liquid-Produkten eine bessere Klimabilanz verleihen.

Die VDI 4635 Blatt 3.2 gibt praxisnahe Hinweise, wie Quellgasströme dokumentiert, aufbereitet und als CO₂-Produktstrom bereitgestellt werden, sodass Betreiber diese regulatorischen Vorteile nutzen und ihre Berichtspflichten erfüllen können.

Fazit

Die VDI 4635 Blatt 3.2 liefert einen praxisnahen Leitfaden zur Bereitstellung von CO₂ aus Abluftströmen. Durch CCU wird ein bisheriges Abfallprodukt in eine nutzbare Ressource überführt und als Grundlage für Power-to-X-Anwendungen verfügbar gemacht. Normung, Regulierung und Technologie greifen hier ineinander und schaffen die Basis für eine klimafreundlichere Industrie.