FONA — CO2Plus – Stoffliche Nutzung von CO2 zur Verbreiterung der Rohstoffbasis

Im Rahmen der Fördermaßnahme ​„CO₂Plus — Stoffliche Nutzung von CO₂ zur Verbreiterung der Rohstoffbasis“ werden Verbundvorhaben im Bereich der angewandten Forschung und industriellen Forschung und Entwicklung gefördert. Ziel der Förderung ist, die Rohstoffbasis der Chemischen Industrie durch die stoffliche Nutzung von CO₂ zu verbreitern und so zu einer nachhaltigen Sicherung alternativer Kohlenstoffquellen beizutragen sowie die Abhängigkeit von fossilen Rohstoffen zu verringern. Eine systemische Betrachtungsweise und interdisziplinäre Zusammenarbeit wird erwartet.

Mit der Bekanntmachung von Richtlinien zur Fördermaßnahme ​„Technologien für Nachhaltigkeit und Klimaschutz – Chemische Prozesse und stoffliche Nutzung von CO₂“ vom 17. Mai 2009 hat das BMBF die Forschung im Bereich der stofflichen Nutzung von CO₂ erstmalig gezielt unterstützt. Damit wurde eine Grundlage zur Verbreiterung der Rohstoffbasis der chemischen Industrie geschaffen. Die Ergebnisse der Fördermaßnahme weisen auf das enorm hohe Potenzial der Projekte im Hinblick auf eine Sicherstellung der Rohstoffbasis der chemischen Industrie, aber auch im Bereich der CO₂-Einsparung hin. Zudem hat sich besonders im Bereich der alternativen Kraftstoffproduktion gezeigt, dass CO₂-basierte Kohlenwasserstoffe aus erneuerbarer Energie eine nachhaltige Alternative zu erdölbasierten Kraftstoffen darstellen können. Mit der neuen Fördermaßnahme ​„CO₂Plus“ soll gezielt auf diesen Erfolgen aufgebaut werden, indem speziell chemische, aber auch biotechnologische Verfahren zur Herstellung von hochvolumigen Basischemikalien aus CO₂ adressiert werden. Darüber hinaus werden Forschungsvorhaben in den beiden zukunftsträchtigen Bereichen der Elektro- und Photokatalyse, sowie der effizienteren CO₂-Abtrennung unterstützt, um die technologische Vorreiterrolle Deutschlands im Bereich der stofflichen CO₂-Nutzung weiter auszubauen.

Als flankierende Maßnahmen sollen die Akzeptanzforschung zur stofflichen Nutzung von CO₂, eine umfassende ökonomische und CO₂-Stoffstromanalyse, die Erstellung einer Roadmap sowie ein Integrations- und Transferprojekt unterstützt werden. Die Fördermaßnahme ist zudem offen für europäische und internationale Zusammenarbeit, sofern ein Mehrwert für Deutschland zu erwarten ist.

Gegenstand der Förderung

Im Rahmen der vorliegenden Bekanntmachung werden Verbundvorhaben im Bereich der angewandten Forschung und industriellen Forschung und Entwicklung gefördert. Das Ziel ist, die Rohstoffbasis der chemischen Industrie durch die stoffliche Nutzung von CO₂ zu verbreitern und so zu einer nachhaltigen Sicherung alternativer Kohlenstoffquellen beizutragen sowie die Abhängigkeit von fossilen Rohstoffen zu verringern. Eine systemische Betrachtungsweise und interdisziplinäre Zusammenarbeit wird erwartet.

Vorausgesetzt wird zudem eine belastbare, wertschöpfungskettenübergreifende Bilanzierung des Lebenszyklus (life cycle assessment, LCA) der neu zu entwickelnden Prozesse bzw. Produkte. Es wird von den Zuwendungsempfängern erwartet, dass im Zuge der Umsetzung der Projekte praxisreife Lösungen avisiert bzw. Wege für eine Umsetzung ihrer Forschungsergebnisse in Produkte und Dienstleistungen aufgezeigt werden. Dies ist im Verwertungsplan entsprechend darzustellen. Verfahren und neue Produkte sollen auch im sozioökonomischen Kontext gesehen werden, einschließlich z. B. der Beachtung von Akzeptanzfragen, die mit der Einführung der neuen Technologien bzw. Produkte in Verbindung stehen.

Zudem werden transdisziplinäre und branchenübergreifende Projekte entlang der CO₂-Wertschöpfungskette gefördert, die zu einer besseren Verwertung von CO₂ in anderen Industriezweigen zu einer Mehrwertgenerierung beitragen. Durch die Beteiligung unterschiedlicher Branchen, wie z. B. der Montan‑, Stahl- und Zementindustrie oder des Anlagenbaus kann ein größerer Hebel zur stofflichen Nutzung von CO₂ generiert und neuen Geschäftsmodellen der Weg geebnet werden.

Vorhaben, die alleinig auf die Reduktion von Treibhausgasemissionen durch Erhöhung der Energieeffizienz abzielen, werden im Rahmen der vorliegenden Richtlinie nicht gefördert. Zudem können Fein- und Spezialchemikalien mit einer Jahresproduktion von unter 100 Tonnen nur dann angesprochen werden, wenn nachweislich ein spezifischer Bedarf zur langfristigen Sicherung durch alternative Kohlenstoffquellen besteht oder ein starker Synergieeffekt mit weiteren Prozessen der CO₂-Nutzung besteht, der zu einem verstärkten Hebel bei der Einsparung von Treibhausgasemissionen führt.

Folgende Forschungs- und Entwicklungsthemen können gefördert werden:

• Polymere:
  • Entwicklung von Verfahren zur Produktion bekannter Kunststoffe durch (teilweisen) Ersatz erdölbasierter Startmaterialien durch CO₂
  • Entwicklung von Verfahren zur Produktion neuer Kunststoffe oder von Kunststoffen mit neuen Eigenschaften durch direkte stoffliche Nutzung von CO₂ als Ausgangsmaterial
  • Entwicklung von Verfahren zur Herstellung CO₂-basierter Ausgangsmaterialien für die Polymersynthese und deren Anwendung
• C1-Basischemikalien und Folgeprodukte:
  • Entwicklung neuer, nachhaltiger Verfahren zur Synthese von C1-Basischemikalien durch vollständigen oder teilweisen Ersatz fossiler Rohstoffe durch CO₂
  • Entwicklung von chemischen Verfahren zur Herstellung hochvolumiger Basischemikalien (sogenannte Bulkchemikalien) ausgehend von CO₂ oder CO₂-basierten C1-Bausteinen
  • Entwicklung biotechnologischer Verfahren zur direkten stofflichen Verwertung von CO₂ zur Herstellung von hochvolumigen Basischemikalien
  • Entwicklung von neuen, auch Industriebranchen-übergreifenden Prozessen bzw. Prozessstrategien zur Aufnahme des alternativen Rohstoffs CO₂ in die bestehende Produktion
  • Entwicklung von robusten Katalysatoren zur stofflichen Nutzung von unreinem CO₂, z. B. aus Rauchgas oder Biogasanlagen
• Direkte elektrochemische Umwandlung von CO₂:
  • Entwicklung neuer Verfahren zur direkten elektrochemischen Umsetzung von CO₂ in Basischemikalien oder reaktive Zwischenstufen
  • Entwicklung neuer effizienter Elektrokatalysatoren ohne Einsatz von kritischen Rohstoffen 
• Photokatalytische Umwandlung von CO₂:
  • Entwicklung aktiver photokatalytischer Systeme zur direkten Umsetzung von CO₂ in Basischemikalien oder reaktive Zwischenstufen
  • Entwicklung neuer effizienter Photokatalysatoren
• Effiziente Verfahren zur Abtrennung von CO₂:
  • aus der Atmosphäre
  • aus Industrieanlagen, z. B. Stahlwerken, Zementwerken oder Chemieanlagen
  • aus Biogasanlagen
• Steigerung der Akzeptanz für die Verwendung von CO₂ als Rohstoff: Gerade im Hinblick auf die im Rahmen von CCS (Carbon Capture and Storage) intensiv geführte Akzeptanzdebatte der Technologie, ist eine frühzeitige Erkennung von Akzeptanztrends im Bereich der stofflichen Nutzung von CO₂ ein wesentlicher Faktor für eine erfolgreiche Umsetzung der neuen Technologien. Vor diesem Hintergrund soll ein Projekt zur Steigerung der Akzeptanz neuartiger Verfahren und Produkte unter Nutzung von CO₂ als Rohstoff gefördert werden. Dieses Modul kann auch als Teil des Integrations- und Transferprojektes geplant werden.
• Wissenschaftliche Stoffstromanalyse der stofflichen CO₂-Nutzung mit Erstellung einer Roadmap: Es ist beabsichtigt, als übergreifendes Thema ein Projekt zur Erarbeitung einer belastbaren Zahlenbasis für die stoffliche Nutzung von CO₂ zu fördern. Im Rahmen dieses Projekts sollen die relevanten CO₂-Stoffströme in Deutschland und gegebenenfalls Europa erfasst, quantifiziert und klassifiziert werden. Dieses Modul kann als einzelnes Projekt, aber auch als Teil eines begleitenden Integrations- und Transferprojektes durchgeführt werden.
• Integration und Transfer: Außerdem soll ein übergreifendes Integrations- und Transferprojekt gefördert werden, das die Innovationskraft der umsetzungsorientierten Verbundprojekte durch eine gezielte Vernetzung der Verbünde untereinander sowie mit ihrem Umfeld stärken soll. Die Fördermaßnahme soll mit einschlägigen europäischen Querschnittsaktivitäten (z. B. SCOT, CO₂Chem, SusChem) verknüpft werden. 
• Internationale Zusammenarbeit: Die Zusammenarbeit mit internationalen Partnern ist erwünscht, wenn hierdurch ein Mehrwert für die Durchführung des Vorhabens und die Verwertung der Ergebnisse in Deutschland entsteht.

Zuwendungsempfänger

Antragsberechtigt sind Unternehmen der gewerblichen Wirtschaft, Hochschulen und außeruniversitäre Forschungseinrichtungen, Einrichtungen der Kommunen und Länder sowie relevante Verbände mit Sitz in Deutschland.

Verfahren

Das Antragsverfahren ist zweistufig angelegt.