Am Müllheizkraftwerk TREA Breisgau in Eschbach soll eine neue Demonstrationsanlage zeigen, ob sich Kohlendioxid direkt aus gereinigtem Rauchgas abtrennen und anschließend dauerhaft in feste Stoffe überführen lässt. Das Ziel klingt konkret: Bis zu eine Tonne CO₂ pro Tag soll die Anlage erfassen. Doch diese Zahl beschreibt die geplante Kapazität, nicht eine bereits nachgewiesene Leistung.
Warum Eschbach zum Teststandort wird
Die TREA Breisgau verwertet nach Angaben des Betreibers EEW jährlich bis zu 175.000 Tonnen Restabfälle. Das Müllheizkraftwerk versorgt die Region mit Strom; angeliefert werden Abfälle unter anderem aus den Landkreisen Breisgau-Hochschwarzwald, Emmendingen und Ortenau sowie aus Freiburg. Bei der Verbrennung entsteht ein Rauchgas, das nach der üblichen Reinigung weiterhin Kohlendioxid enthält.
Genau an diesem Punkt setzt das Vorhaben NECOC 2.0 an. Das Bundeswirtschaftsministerium fördert das Projekt nach Angaben des Projektträgers Jülich mit 5.333.400 Euro. Die Laufzeit reicht vom 1. September 2026 bis zum 31. August 2029. Koordiniert wird das Vorhaben von EEW; beteiligt sind das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS.
Das Projekt ist damit mehr als eine Laborstudie, aber noch keine serienreife Lösung. Die Partner wollen einzelne bereits erforschte Verfahrensschritte an einem realen Abgasstrom zusammenführen. Erst dieser Betrieb unter wechselnden Bedingungen soll zeigen, wie stabil die Technik arbeitet und welche Kosten tatsächlich entstehen.
So soll aus CO₂ fester Kohlenstoff werden
Im ersten Schritt soll Kohlendioxid aus dem gereinigten Rauchgas abgeschieden werden. Dafür sind metallorganische Gerüstverbindungen vorgesehen, sogenannte Metal-Organic Frameworks oder MOFs. Diese porösen Materialien können Gase selektiv aufnehmen. Im Labor lassen sich ihre Eigenschaften gezielt einstellen. Im Kraftwerksbetrieb müssen sie jedoch mit Feuchtigkeit, schwankenden Gaszusammensetzungen und möglichen Spurenstoffen zurechtkommen.
Das abgeschiedene CO₂ soll anschließend gemeinsam mit Wasserstoff in Methan umgewandelt werden. In einem Reaktor mit flüssigem Zinn wird dieses Methan danach bei hoher Temperatur zerlegt. Dabei entstehen fester Kohlenstoff und Wasserstoff. Der Wasserstoff soll in den Prozess zurückgeführt werden. Das KIT hat dieses Grundprinzip bereits in seiner NECOC-Forschungsanlage untersucht; NECOC 2.0 soll nun die Verbindung mit der Abscheidung am Müllheizkraftwerk erproben.
Parallel verfolgt das Fraunhofer IKTS einen zweiten Weg. Dort soll Kohlendioxid mithilfe elektrochemischer Abwasserbehandlung in stabile Carbonate überführt werden. Carbonate binden Kohlenstoff in mineralischer Form. Die beiden Pfade haben unterschiedliche Produkte und Anforderungen: Beim KIT steht ein nutzbarer Feststoff im Mittelpunkt, beim IKTS eine möglichst stabile mineralische Bindung.
Der erzeugte Kohlenstoff braucht einen belastbaren Absatz
Fester Kohlenstoff ist nicht automatisch ein hochwertiger Rohstoff. Für Elektroden, Baustoffe oder andere industrielle Anwendungen zählen Reinheit, Struktur, Partikelgröße und gleichbleibende Qualität. Das Projekt soll deshalb untersuchen, ob der erzeugte Kohlenstoff die jeweiligen technischen Anforderungen erfüllt. Erst wenn das Material verwendbar ist, kann es andere Rohstoffe ersetzen.
Diese Prüfung ist für die Umweltbilanz entscheidend. Bleibt der Kohlenstoff dauerhaft in einem Produkt gebunden, wird das zuvor abgeschiedene CO₂ nicht unmittelbar wieder freigesetzt. Wird das Material dagegen später verbrannt oder oxidiert, gelangt der Kohlenstoff erneut in die Atmosphäre. Auch der Energiebedarf für Abscheidung, Methanisierung und Methanpyrolyse muss in eine vollständige Bilanz eingehen.
Aus den bisher veröffentlichten Projektangaben lässt sich deshalb weder Klimaneutralität noch eine konkrete Menge dauerhaft vermiedener Emissionen ableiten. Die geplante Abscheidung von bis zu einer Tonne CO₂ pro Tag ist ein technisches Ziel. Sie sagt noch nichts über die Verfügbarkeit der Anlage, den zusätzlichen Strom- und Wasserstoffbedarf oder die Emissionen der gesamten Prozesskette aus.
Abfall-CO₂ ist nicht vollständig biogen
Auch die Herkunft des Kohlendioxids spielt eine Rolle. Kommunaler Restabfall enthält sowohl biogene Bestandteile, etwa Papier oder Holzreste, als auch fossile Materialien wie viele Kunststoffe. Entsprechend besteht das Rauchgas aus biogenem und fossilem CO₂. Eine dauerhafte Bindung kann bei beiden Anteilen Emissionen aus dem Abgasstrom zurückhalten; eine Einordnung als negative Emission wäre jedoch nur für dauerhaft gespeicherten Kohlenstoff biogenen Ursprungs denkbar und müsste rechnerisch sauber belegt werden.
Das Projekt beschreibt daher zunächst eine Technologie zur Kohlenstoffnutzung und -speicherung an einem schwierigen industriellen Abgasstrom. Es löst nicht die grundsätzliche Aufgabe, Abfälle zu vermeiden oder Wertstoffe vor der Verbrennung im Kreislauf zu halten. Abfallvermeidung und Recycling stehen in der Abfallhierarchie weiterhin vor der energetischen Verwertung.
Die entscheidenden Hürden liegen im Dauerbetrieb
Der Projektträger nennt mehrere offene Punkte. Das Rauchgas einer Abfallverbrennungsanlage ist nicht konstant zusammengesetzt. Feuchtigkeit und Verunreinigungen können die Lebensdauer der MOF-Materialien beeinflussen. Gleichzeitig muss das abgetrennte CO₂ eine verlässliche Reinheit erreichen, damit die nachfolgenden Reaktionen stabil funktionieren.
Für die Methanpyrolyse kommt hinzu, dass sich der entstehende Kohlenstoff kontrolliert aus dem Reaktor austragen lassen muss. Ablagerungen können den Betrieb stören. Zudem muss die Wärme für die hohen Reaktionstemperaturen bereitgestellt werden. Ob die Rückführung des Wasserstoffs im integrierten System die erwarteten Effizienzvorteile bringt, gehört ebenfalls zu den Fragen, die der Versuchsbetrieb beantworten soll.
Neben der Technik ist die Wirtschaftlichkeit offen. Kosten entstehen für Abscheidematerial, Energie, Wasserstoff, Wartung und die Aufbereitung des Kohlenstoffprodukts. Dem stehen mögliche Erlöse aus dem Feststoff und vermiedene CO₂-Kosten gegenüber. Der Projektträger sieht deshalb ausdrücklich eine technische und wirtschaftliche Bewertung vor.
Was bis 2029 messbar werden muss
Die Partner wollen die Demonstrationsanlage zunächst planen und errichten, danach folgt der Betrieb am Standort Eschbach. Maßgeblich wird nicht ein einzelner erfolgreicher Versuch sein, sondern ein belastbarer Betrieb über längere Zeit. Dafür braucht es Daten zur Abscheiderate, zur Materialalterung, zum Energieverbrauch, zur Produktqualität und zu ungeplanten Stillständen.
Für die Region ist das Vorhaben vor allem deshalb relevant, weil eine bestehende Entsorgungsanlage zum realen Testfeld wird. Gelingt die Integration, könnte das Verfahren grundsätzlich auch für andere Abfallverbrennungsanlagen interessant werden. Eine Übertragung setzt aber voraus, dass die Technik trotz unterschiedlicher Rauchgase zuverlässig funktioniert und die gesamte Klimabilanz positiv ausfällt.
Bis zum Projektende im August 2029 müssen sich daher zwei Versprechen an Messwerten bewähren: Hält die Anlage die angestrebte Abscheidung von bis zu einer Tonne CO₂ pro Tag im Dauerbetrieb, und entsteht dabei ein Kohlenstoffprodukt, das sich dauerhaft und wirtschaftlich nutzen oder speichern lässt?
