Skalierung der elektrochemischen Direct-Air-Capture-Technologie durch industrielle Automatisierung

Siemens und Ucaneo kooperieren bei der Einführung skalierbarer Automatisierungs- und Digitalisierungsinfrastrukturen für ein elektrochemisches Direct-Air-Capture-System. Die Partnerschaft konzentriert sich auf die Standardisierung der Gewinnung von Kohlendioxid aus der Umgebungsluft für Anwendungen in der Luftfahrt, der chemischen Industrie und der CO₂-Speicherung.

Rollen und industrieller Kontext
Ucaneo stellt das elektrochemische Kernverfahren zur Kohlenstoffentnahme bereit. Siemens fungiert als Automatisierungspartner und liefert Steuerungshardware, Software für die Prozesssimulation sowie Antriebstechnik.

Die Zusammenarbeit adressiert die technische Herausforderung, ein Direct-Air-Capture-Verfahren von der Pilotphase in einen kommerziell tragfähigen Maßstab zu überführen. Durch die Integration komplementärer Kompetenzen in der chemischen Verfahrenstechnik und der industriellen Automatisierung wollen die Unternehmen ein replizierbares Betriebsmodell für die CO₂-Extraktion schaffen.

Systemarchitektur und technische Integration
Das Verfahren von Ucaneo nutzt ein elektrifiziertes elektrochemisches System, das Kohlendioxid aus der Atmosphäre abscheidet und ein Gas mit einer Reinheit von mehr als 99,9 Prozent erzeugt.

Siemens unterstützt diesen Prozess durch die Bereitstellung von Prozesssteuerungen und Analyseninstrumenten. Für zukünftige Anlagendesigns wird die Integration fortschrittliche verteilte Leitsysteme (Distributed Control Systems, DCS) zur Steuerung der Prozessparameter einsetzen.

Der Einsatz von Prozesssimulationssoftware ermöglicht die Validierung von Parametern in einer virtuellen Umgebung vor der physischen Implementierung. Dadurch werden technische Risiken reduziert und Systemschnittstellen während der Skalierungsphase überprüft.

Anlagenimplementierung und Skalierung
Die erste Anlage im industriellen Maßstab befindet sich in Berlin und soll ihren Betrieb im Juli 2026 aufnehmen. Die Anlage verfügt über eine Auslegungskapazität von 150 Tonnen Kohlendioxid pro Jahr.

Ein Teil des abgeschiedenen Gases wird zur dauerhaften geologischen Speicherung transportiert und schafft damit eine verifizierte Kohlenstoffentnahmekette.

Eine nachfolgende kommerzielle Anlage mit etwa der zehnfachen Abscheidungskapazität befindet sich derzeit in der Planungs- und Entwicklungsphase.

Die Steuerungsarchitektur ist als standardisierte Automatisierungsvorlage konzipiert, die es lizenzierten Betreibern ermöglichen soll, die Systemkonfiguration weltweit zu replizieren und gleichzeitig die Kapitaleffizienz zu gewährleisten.

Industrielle Anwendungen und Prozessausgänge
Das abgeschiedene Kohlendioxid dient als direkter Rohstoff für industrielle Prozesse, die nicht-fossilen Kohlenstoff benötigen, darunter die Synthese von Methanol, nachhaltigem Flugkraftstoff (Sustainable Aviation Fuel, SAF) und Anwendungen in Lebensmittelqualität.

Die vollständige Elektrifizierung des Prozesses ermöglicht es dem System, seinen Energieverbrauch an die Netzbedingungen und die Verfügbarkeit erneuerbarer Energien anzupassen.

Diese technische Umsetzung steht im Einklang mit regulatorischen Rahmenwerken wie dem ReFuelEU-Luftfahrtmandat der Europäischen Union, das steigende Quoten für synthetische Flugkraftstoffe vorsieht, sowie dem Carbon Removal Certification Framework.

Durch diesen standardisierten Automatisierungsansatz ist das System darauf ausgelegt, an allen eingesetzten Standorten eine hohe Betriebsstabilität, einen kontinuierlich hohen Durchsatz und eine gleichbleibende Gasreinheit zu gewährleisten.

Bearbeitet von Natania Lyngdoh, Induportals-Redakteurin, mit Unterstützung von KI.

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