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Transfer- und Vernetzungsvorhaben CO2-WIN Connect
Das Projekt CO2-WIN Connect hatte das Ziel, die BMBF-Fördermaßnahme CO2-WIN fachlich und organisatorisch zu unterstützen, um Synergien zwischen den geförderten Forschungsprojekten zu erzeugen und somit einen schnelleren Markteintritt der entwickelten Technologien zu erreichen. Als sogenanntes Vernetzungs- und Transfervorhaben wurden innerhalb des Projekts Plattformen des Austausches geschaffen, die Potenziale und Technologien zur CO2-Nutzung analysiert, Aspekte der Normung und Standardisierung diskutiert und die Ergebnisse für die Öffentlichkeit aufbereitet und über verschiedene Medien passgenau an verschiedene Zielgruppen transportiert.
Das Projekt startete am 01. Januar 2020 und hatte eine Laufzeit von 3½ Jahren. CO2-WIN Connect wurde von der DECHEMA koordiniert und zusammen mit 3 weiteren Projektpartnern - dem Forschungsinstitut für Nachhaltigkeit (RIFS) Potsdam, dem DIN e.V. und der Universität Kassel - durchgeführt.
Wegweiser für die Zukunft
Eine zentrale Aufgabe des Transfer- und Vernetzungsvorhaben CO2-WIN Connect war es, projektübergreifende technologische Ansätze und Konzepte zu identifizieren und ihr Potenzial mit Blick auf Technologieoptionen, Technologiereife und Skalierbarkeit zu beschreiben und zu bewerten. Dabei wurden auch Herausforderungen herausgearbeitet und entsprechende Bedarfe an Forschung und Entwicklung sowie Regulatorik formuliert. Neben der rein technologischen Aspekten, wurden auch die Standortpotenziale beschrieben und ökonomische sowie ökologische Analysen durchgeführt und mit bestehenden Technologien verglichen. Gleichwohl musste darauf geachtet werden, dass wissenschaftliche Entwicklungen nicht durch einen verzerrten Vergleich mit etablierten und hochoptimierten Prozessen kleingesprochen werden.
Die Technologiebewertungen im Rahmen von CO2-WIN Connect behandelten die Themen:
- Künstliche Photosynthese
- CO2-Mineralisierung
- Speicherwirkung von CCU-Produkten
Normung und Standardisierung ermöglichten es den Forschungsprojekten in CO2-WIN ihre Ergebnisse und Innovationen schnell in den Markt zu überführen. Um Forscher*innen und Innovator*innen aus CO2-WIN dabei bestmöglich zu helfen, unterstützte DIN im Rahmen von CO2-WIN Connect durch folgende Aktivitäten:
Recherche von existierenden Normen und Standards sowie aktuell laufende und Standardisierungsaktivitäten
Das Wissen bezüglich existierenden Normen und Standards sollte den Projekten ermöglichen, auf darin enthaltenes Wissen zurückzugreifen und darauf aufzubauen. So sollten Innovationen frühzeitig an die Anforderungen des Marktes, welche in Normen und Standards festgelegt sind, angepasst und folglich spätere Anpassungskosten reduziert werden. Die Ergebnisse wurden als Übersicht publiziert.
Gestaltung von Standards
Drei Standardisierungspotentiale wurden innerhalb der Fördermaßnahme identifiziert und die Prozesse zur Entwicklung von entsprechenden Standards durch DIN initiiert und betreut. Dazu wurde die DIN SPEC als Standardisierungsdokument ausgewählt, da sie aufgrund ihrer kurzen Entwicklungszeit ideal für Forschungsprojekte ist. Mithilfe von DIN SPEC konnten Projektergebnisse unkompliziert in normative technische Regeln überführt werden, die der Öffentlichkeit kostenfrei zur Verfügung stehen und dadurch den Transfer in den Markt fördern.
Die Verwendung von Begriffen rund um das Themenfeld CCU variiert teils immer noch substanziell. Oft sind Begriffe nicht eindeutig definiert und werden trotz unterschiedlicher Bedeutung synonym verwendet. Ziel der DIN SPEC 91458 Nutzung von Kohlenstoffdioxid – Begriffe, die unter der Anleitung von Herrn Dipl.-Ing. Dennis Krämer (DECHEMA e.V.) mit Vertreter*innen aus Wissenschaft, öffentlicher Hand und Industrie entwickelt wurde, ist es daher, die länder- und fachübergreifende Kommunikation zwischen Forschungseinrichtungen, Unternehmen und Anwender*innen zu erleichtern, indem Begriffe für die öffentliche und fachliche Kommunikation zur Kohlenstoffdioxidnutzung definiert werden.
Die Herstellung von Kraftstoffen oder Grundchemikalien mittels Photokatalyse und die Verwendung von CO2 als Einsatzstoff ist eine vielversprechende Alternative zur Nutzung fossiler Rohstoffe. Unter Anleitung von Frau Prof. Dr. Jennifer Strunk (Technische Universität München, vorher Leibniz-Institut für Katalyse e. V.) wurde gemeinsam mit Vertreter*innen aus Wissenschaft und Industrie die DIN SPEC 91457 Photokatalyse - Bestimmung der Produktbildung in der CO2-Reduktion entwickelt. Ziel des Dokuments ist es eine Vergleichbarkeit von Messungen verschiedener Katalysatoren in der photokatalytischen CO2-Reduktion zu schaffen. Dabei werden Festlegungen an das Reaktordesign, Reinigungsschritte, die verwendeten Proben und Chemikalien, die notwendigen Reaktionsparameter sowie die Reihenfolge der notwendigen Messungen getroffen.
Für eine belastbare und vergleichbare Bewertung unterschiedlicher CCU- und CCS-Technologien ist eine methodisch klare, standardisierte Ökobilanzierung unverzichtbar. Die DIN SPEC 91508 schafft genau diese methodische Grundlage. Aufbauend auf den internationalen Normen DIN EN ISO 14040 und DIN EN ISO 14044 entwickelt sie spezifische Regeln für die Ökobilanzierung von CCU- und CCS-Technologien. Sie definiert unter anderem, wie Systemgrenzen und funktionale Einheiten festgelegt werden, welche Anforderungen an die Datenqualität gestellt werden und wie mit Unsicherheiten bei Modellierungen und Parametern umzugehen ist. Mit der DIN SPEC 91508 erhalten Unternehmen, Forschungseinrichtungen und politische Entscheidungsträger ein Werkzeug, das technische Innovation mit ökologischer Verantwortung verbindet. Der Standard unterstützt dabei, CO2-bezogene Projekte fundiert zu planen, regulatorische Anforderungen einzuhalten und strategische Nachhaltigkeitsziele messbar zu verfolgen. Langfristig stärkt eine solche transparente Bewertungsgrundlage nicht nur die Glaubwürdigkeit neuer Technologien, sondern auch das Vertrauen in Transformationsprozesse innerhalb der Industrie.
Im Projekt CO2-WIN Connect wurden methodische und analytische Arbeiten zur Bewertung des technologischen, ökologischen und ökonomischen Potenzials von Technologien, die durch die Fördermaßnahme adressiert wurden, durchgeführt Dazu wurde eine einheitliche Analysesystematik und Hintergrundparameter erarbeitet und gemeinsam mit den verschiedenen Projektpartnern weiterentwickelt. Die Bewertung erfolgte innerhalb einer vierstufigen Potenzialdefinition, die jeweils größeren Eingrenzungen unterlag. Die prozessbezogenen Daten wurden in Kooperation mit den Partnern der Furschungsprojekte erhoben und im Laufe der Projektlaufzeit mit diesen abgestimmt und verfeinert.
Die daraus entstandene Potenzialanalyse können Sie hier herunterladen:
Gemeinsam schneller zum Ziel
Gemeinsam mit Industrieunternehmen wurden die Möglichkeiten für Joint Ventures eruiert, um Kooperationen entlang der Wertschöpfungskette zu initiieren – von der Abscheidung von CO2 über die CO2-basierte Produktion von Kunststoffen bis hin zum fertigen Produkt.
Joint Venture Workshop im Rahmen der ACHEMA Pulse
Um CO2-basierte Produkte auf den Markt zu bringen, müssen verschiedene Unternehmen entlang der Wertschöpfungskette gut zusammenarbeiten. In einem Workshop auf der ACHEMA Pulse im Jahr 2021 wurden verschiedene Joint Ventures vorgestellt und eine Podiumsdiskussion darüber organisiert, welche Erfahrungen die Unternehmen während der Zusammenarbeit gemacht haben.
Joint Venture Workshop "CO2 als Kohlenstoffquelle für Kunststoffprodukte"
Ein weiterer Joint Venture Workshop zum Thema CO2 als Kohlenstoffquelle für Kunststoffprodukte fand 2023 statt. Im Rahmen des Workshops wurde eine gleichnamige Fallstudie und ein zugehöriges Dashboard vorgestellt und gezeigt, welche ökologischen und ökonomischen Implikationen die Umstellung von einer fossilbasierten auf eine CO2-basierte Kunststoffproduktion bringt. Das ergänzend zur Fallstudie entwickelte Dashboard ermöglicht es Produzenten eigene Abschätzungen auf Basis von selbst gewählten Parametern zu treffen. Der Workshop bot außerdem die Möglichkeit zum fachlichen Austausch und der Vernetzung der Teilnehmer.
CO2-Nutzung für Dummies
Kohlenstoffdioxid ist maßgebliche Ursache für den Klimawandel. Doch in CO2 steckt Kohlenstoff, den wir im Alltag dringend brauchen: für Kunststoff, Shampoo, Treibstoff... Was, wenn wir CO2 als alternative Kohlenstoffquelle nutzen könnten? Dieses 90-seitige Buch macht Sie mit den Grundlagen der CO2-Nutzung und ihren Knackpunkten vertraut. Gleichzeitig lernen Sie die 14 Projekte der Fördermaßnahme "CO2 als nachhaltige Kohlenstoffquelle - Wege zur industriellen Nutzung (CO2-WIN)" des Bundesministeriums für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) kennen.
Kommunikationsleitfaden
Für die Umsetzung einer professionellen Kommunikation sind die Fachleute der Presseabteilungen von Forschungseinrichtungen und Unternehmen verantwortlich. Jeder Mitarbeite un jede Mitarbeiterin in der Forschung und Entwicklung jedoch kann direkt bei diesen Kommunikationsprofis um Unterstützung für das eigene Forschungsthema werben. Hierbei bietet dieser Kommunikationsleitfaden Unterstützung, Anregungen und Hinweise: Welche größeren Themenzusammenhänge rund um die CO2-Nutzung sollten beachtet werden? Welche Aspekte werden als kritisch oder besonders förderlich wahrgenommen Welche Kommunikationsmittel stehen in der Begleitmaßnahme zur Verfügung? Mehr hierzu lesen Sie in dem Kommunikationsleitfaden.
Medienanalysen
Als Teil des Begleitvorhabens führte das RIFS Potsdam eine Analyse von deutschen Printmedien, Online Medien und Social Media durch. Das Ziel dabei war die Gewinnung eines fundierten Überblicks über die Reflektion von CO2-Nutzungstechnologien in verschiedenen Medien. Gleichzeitig sollten eventuelle Entwicklungen in dieser Wahrnehmung erkannt und beobachtet werden – Informationen, die für die Medienarbeit der Akteure in der Fördermaßname von Bedeutung waren und weiterhin sind. Folgende Leitfragen sollten durch die Medienanalyse beantwortet werden:
· Wie nehmen Medien CCU wahr? · In welchem Kontext werden CO2-Nutzungstechnologien erwähnt? · Welche Technologien, welche Aspekte stehen im Vordergrund? · Was wird eher positiv, was eher negativ betrachtet? · Welche Akteure kommen in den Medien zu Wort? · Gibt es Veränderungen im Zeitverlauf?
Die Medienbeobachtung, und damit die Sammlung des relevanten Materials, startete im Frühjahr 2020.
Innovative Vorreiter in Kooperation
Die künstliche Photosynthese (KPS) zur Erzeugung nützlicher Chemikalien unter ausschließlicher Verwendung von Luft und Sonnenlicht als Input ist sowohl Traum von Visionären als auch aktives Forschungsgebiet. Die KPS-Forschungsgemeinschaften in Deutschland und den Vereinigten Staaten haben viele sich überschneidende und ergänzende Interessen. Eine fruchtbare Zusammenarbeit zwischen ihnen wird dazu beitragen, den Fortschritt auf diesem Gebiet zu beschleunigen. Im Sommer 2020 untersuchte ein, vom BMFTR (damals BMBF) in Deutschland und dem DOE in den Vereinigten Staaten geförderter, Workshop Kooperationsmöglichkeiten und empfahl die Einrichtung einer fortlaufenden Veranstaltungsreihe, um neue Verbindungen zwischen den Wissenschafts- und Ingenieursgemeinschaften beider Länder zu fördern.
Diese Veranstaltungsreihe wurde anschließend vom deutschen CO2-WIN-Konsortium und einem deutsch-amerikanischen Lenkungsausschuss organisiert. Der Auftaktworkshop fand am 25. Mai 2021 statt.
Die Veranstaltungsreihe umfasste 17 Workshops, die monatlich stattfanden und von jeweils 50 bis 100 Experten besucht wurden. 3 dieser Workshops fanden als Poster Session statt und gaben jungen Wissenschafltern die Möglichkeit aktuelle Ergebnisse zu präsentieren und kreativ zu diskutieren. Weitere 3 Workshops wurden als Panel Discussion gestaltet, um übergreifende Fragestellungen aus verschiedenen Perspektiven zu beleuchten und in 11 Workshops standen Fachvorträge von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus beiden Ländern im Mittelpunkt.
So entstand ein vielseitiges Programm, das Austausch, Sichtbarkeit und fachliche Tiefe gleichermaßen förderte.
Die Universität Kassel, als einziger akademischer Partner, des Begleit- und Transfervorhabens, hat im Rahmen der Projektlaufzeit eine Vielzahl von wissenschaftlichen Publikationen veröffentlicht und Promotionen betreut. Die Publikationen und Dissertationen sind folgend gelistet.