Die Studie untersucht, wie grünes Kohlendioxid als nachhaltiger Rohstoff für die deutsche chemische Industrie dienen kann, ein Sektor, der derzeit stark auf fossile Kohlenwasserstoffe angewiesen ist. Anhand von Daten aus dem Jahr 2017 zeigt die Analyse, dass in Deutschland 20,8 Millionen Tonnen Rohmaterial verarbeitet wurden, von denen 18,1 Millionen Tonnen (87 %) aus fossilen Quellen wie Naphtha, Erdgas und Kohle stammten, während nur 2,7 Millionen Tonnen (13 %) aus erneuerbaren Rohstoffen gewonnen wurden. Die Forschung konzentriert sich auf die indirekte Nutzung von CO₂, das bei der Verarbeitung von Biomasse und Abfällen abgeschieden wird, und auf das Potenzial von CO₂, über Hydrierungswege wie Methanol, Methan und höhere Alkane in nützliche Chemikalien und Kraftstoffe umgewandelt zu werden. Eine Schlüsselannahme in der technisch-wirtschaftlichen Bewertung ist eine Mindestkapazität von 1 MW, die als realistische Untergrenze für den zukünftigen Einsatz von CO₂-Hydrierungsanlagen angesehen wird. Unter dieser Annahme schätzt die Studie, dass die Abscheidung von CO₂ aus der Verbrennung von Biomasse, der Abfallverbrennung und der Biogasaufbereitung zusätzliche 30.000 kt grünes CO₂ pro Jahr liefern könnte. Die Analyse zeigt jedoch auch, dass die dezentrale Nutzung von Biomethan für Anlagen unter 1 MW wahrscheinlich nicht wirtschaftlich ist, was die praktische Reichweite dieser Potenziale einschränkt. Die Ergebnisse zeigen daher, dass das grüne CO₂, das durch BECCU (Verbrennung von Biomasse und Nebenprodukten) erzeugt wird, allein nicht den Bedarf des Chemiesektors decken kann und dass zusätzliche Quellen wie industrielle Punktquellenemissionen und direkte Luftabscheidung erforderlich sind, um den Kohlenstoffkreislauf zu schließen.
Die Studie erörtert außerdem die Rolle von Wasserstoff als Kopplungselement, das erneuerbaren Strom mit der chemischen Produktion verbindet. Wasserstoff, der durch Elektrolyse von mit erneuerbarem Strom betriebenem Wasser erzeugt wird, kann mit abgeschiedenem CO₂ zu Methanol oder Methan reagieren, das dann als Ausgangsstoff für die Polymersynthese oder als Kraftstoff verwendet werden kann. Diese Kopplung ermöglicht die Dekarbonisierung von Sektoren, die schwer direkt zu elektrifizieren sind, wie der Schwerlastverkehr und bestimmte chemische Prozesse, und bietet gleichzeitig ein Speichermedium für überschüssigen erneuerbaren Strom. Die Autoren argumentieren, dass grünes CO₂ zu einer knappen Ressource werden wird, wenn sich die chemische Industrie von fossilen Rohstoffen wegbewegt, und dass der politische Rahmen für die Kohlenstoffabscheidung und -nutzung (CCU) gestärkt werden muss, um Investitionen anzuziehen und die Einführung zu beschleunigen.
Die Forschung wurde von Ines Koste, einer Masterstudentin im Studiengang Wirtschaftsingenieurwesen – Digitale Wirtschaft an der Fachhochschule Westküste, durchgeführt und von Prof. Dr. Oliver Opel betreut. Die Arbeit wurde 2023 abgeschlossen und als Teil der ITE-Schriftenreihe Nr. 12, “Green CO₂ for Industry”, veröffentlicht. Auch wenn der Bericht keine externen Partner oder eine bestimmte Finanzierungsstelle aufführt, ist er in den breiteren deutschen und europäischen politischen Kontext eingebettet, der den Green Deal und die Bioökonomie fördert. Der Zeitrahmen der Studie umfasst den Datenzeitraum 2017 für den Rohstoffverbrauch und den Forschungszeitraum bis zur Abgabe der These 2023. Die Ergebnisse bieten eine quantitative Grundlage für zukünftige politische und investive Entscheidungen, die darauf abzielen, grünes CO₂ in die industrielle Wertschöpfungskette zu integrieren und den Übergang zu einer Netto-Null-Wirtschaft voranzutreiben.