Interview mit Professor Walter Leitner

Quelle: RWTH Aachen

Prof. Walter Leitner von der RWTH Aachen leitet beim Kopernikus-Projekt P2X die Forschung zur chemischen Katalyse – und will dabei erneuerbare Energien nutzen, um CO2 und Wasser in Produkte umzuwandeln, die man als Energieträger, als Treibstoffe oder als Bausteine für die chemische Industrie nutzen kann.

Wie ist das Projekt P2X zustande gekommen?

So ein großes Verbundprojekt hat eine lange Vorgeschichte – eine zentrale Schnittstelle war sicherlich JARA Energy, also der Energiebereich der Jülich Aachen Research Alliance. Hier gab es bereits ein Projekthaus „Power-To-Fuel“. Darüber hinaus haben wir eine lange und sehr erfolgreiche Zusammenarbeit mit der DECHEMA auf dem Gebiet der CO2-Nutzung und für Positionspapiere zur chemischen Energieforschung.

Viele Aktivitäten auf diesem Gebiet beschäftigen sich an unserem Lehrstuhl auch mit der Frage, wie wir von der Grundlagenforschung Wege in die Anwendung finden. Die Nutzung von CO2 als Rohstoff für die Kunststoffindustrie wurde zum Beispiel am CAT, dem gemeinsam mit der Firma Covestro hier an der RWTH Aachen betriebenen Katalyse-Zentrum, mit Förderung durch das BMBF erforscht und in diesem Jahr in einer Anlage mit 5000 Tonnen Produktkapazität in die Realität umgesetzt.

Diese erfolgreichen Netzwerke und Kooperationen über die Grenzen von Institutionen und Fachdisziplinen hinweg waren bei der Entwicklung des Projekts P2X überaus wertvoll.

Wie stellen Sie sich die Zusammenarbeit mit den anderen Partnern vor?

Viele der Partner aus der Wissenschaft kennen wir schon lange und haben auch bereits mit ihnen gearbeitet. Dennoch ist es im Rahmen dieses großen Verbundes eine besondere Herausforderung, so viele verschiedene Partner und deren Arbeit zu koordinieren. Dabei hilft uns an der RWTH das Center for Molecular Transformations (CMT) inhaltlich und organisatorisch – ohne ihre Unterstützung, wäre das Projektmanagement kaum machbar. Die Mitarbeiter dort „katalysieren“ mit ihren Kollegen am Forschungszentrum Jülich und bei der DECHEMA auch die effiziente Zusammenarbeit in der Koordinationsgruppe.

Welche Ziele haben Sie?

Wir wollen die Energiewende als Chance begreifen und nicht nur als Herausforderung. Man könnte auch sagen, wir wollen die Elektrizität aus erneuerbaren Technologien ernten, um sie auf einem höherwertigen Niveau zu nutzen. Durch den breiten und langfristigen Ansatz des Kopernikus-Programms können wir hierzu über industrielle Sektoren hinweg neue Technologien erproben und grundsätzliche Fragestellungen der Wissenschaft ebenso wie der gesellschaftlichen Rahmenbedingungen adressieren.

Wie sehen die ersten Schritte aus?

Das Forschungsprogramm ist für die erste Projektphase in sechs Forschungscluster gegliedert. Drei Cluster beschäftigen sich mit der Elektrolyse und Co-Elektrolyse, um mit Hilfe des Stroms aus erneuerbaren Quellen die Rohstoffe Wasserstoff, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid bereitzustellen. Die anderen drei Cluster beschäftigen sich mit der Katalyse, um diese Ausgangsstoffe gezielt in die gewünschten Produkte umzuwandeln.

In der zweiten Projektphase werden wir unsere Forschungsergebnisse zu Technologie-Clustern verdichten. Dafür werden wir sicher auch aus anderen Projekten sehr viel Wissen, Know-How und Infrastrukturen brauchen. Denn in der dritten Phase sollen die vielversprechendsten Ideen realisiert und implementiert werden.

Für diese Entwicklung ist der begleitende Roadmap-Prozess von großer Bedeutung, da er Informationen dazu liefert, wie viel erneuerbare Energie unter sich wandelnden Rahmenbedingungen zur Verfügung steht und wo sich die wirtschaftlich attraktivsten Möglichkeiten bieten.

Welchen Einfluss hat der längere Förderzeitraum der Kopernikus-Projekte auf Ihre Arbeit?

Einen großen Einfluss. Denn Forschung ist kein linearer Prozess – manche Ansätze sind jetzt schon technologisch sehr viel weiter als andere. Und wir werden im Laufe der nächsten Jahre auch Ideen wieder verwerfen müssen. Deshalb sind klare Meilensteine definiert, um den Entwicklungsprozess zu strukturieren. Damit wird es möglich, Innovationen in einem frühen Stadium einzubeziehen und über Technologien mit hohem Reifegrad hinaus auch längerfristige Lösungen zu bearbeiten. 

Für welche Anwendungen sehen Sie gute Chancen?

Eine dynamische Forschung, Entwicklung und industrielle Umsetzung in den letzten Jahren hat gezeigt, dass sich mit CO2 und Biomasse als Kohlenstoffquellen wirtschaftlich erfolgreiche Wertschöpfungsketten gestalten lassen. Hier gibt es durch die Einkopplung von Elektrizität aus erneuerbaren Quellen sicher noch viel mehr Potenzial.

Der Bereich Transport und Mobilität wird in Zukunft im Zuge der Globalisierung ein enormes Wachstum erfahren. Die Antriebstechnologien werden sich ändern, und E-Mobilität oder Brennstoffzellen werden eine zunehmende Rolle spielen. Gleichzeitig können die ambitionierten Klimaziele aber nur erreicht werden, wenn auch auf Basis des Verbrennungsmotors nachhaltige Antriebsysteme bereitstehen. Deswegen arbeiten wir mit Hochdruck an synthetischen Kraftstoffen, die sauberer und effizienter verbrennen und deshalb besser sind für die Umwelt. Wenn man das klug macht, kann man damit genau so viel CO2 einsparen wie bei der E-Mobilität. Hier können wir unter anderem auf Grundlagenforschung aus unserem Exzellenzcluster „Maßgeschneiderte Kraftstoffe aus Biomasse“ aufbauen.

Was sind die größten Hürden?

Im Prinzip arbeiten wir daran nach dem Vorbild der Natur aus CO2, Wasser und der Energie der Sonne stoffliche Produkte herzustellen – dazu brauchen wir aber neue und innovative wissenschaftliche Ansätze, um dieses Konzept auch technologisch umsetzen zu können. Die zweite große Herausforderung wird darin bestehen, Schnittstellen zwischen den Partnern herzustellen und sehr viele Einzelaktivitäten zu koordinieren, so dass sich unser Konsortium zielgerichtet, effizient und dynamisch entwickeln kann. Dafür brauchen wir zum einen eine gute Struktur und zum anderen eine funktionierende Kommunikation untereinander. 

Warum legen Sie Wert darauf, die Gesellschaft mit einzubeziehen in Ihr Projekt?

Weil keine Technologie eine Chance hat, sich durchzusetzen, wenn sie am Ende keiner nutzen will. Dies betrifft sowohl die ökonomische, als auch die gesellschaftliche Dimension der Nachhaltigkeit! Wir werden daher im zivilgesellschaftlichen Beirat eng mit unterschiedlichen Stakeholdern aus Wirtschaft, Gesellschaft und Politik zusammenarbeiten. Das BMBF hat die Kopernikus-Projekte so konzipiert, dass dies möglich wird: das war ein mutiger und sehr guter Schritt.

Welchen Beitrag leistet P2X für die Energiewende?

P2X ist ein Baustein in einem komplexen System. Es kann eine hohe CO2-Einsparung bei gleichzeitiger nachhaltiger Wertschöpfung ermöglichen. Neue Technologien und neue Geschäftsmodelle, die in dezentralen Strukturen flexibel auf das schwankende Angebot von Sonnen- und Windkraft reagieren können, sind ebenso denkbar, wie Lösungen für große, zentral organisierte Industriekomplexe. Dabei wollen wir nicht die Welt verändern, damit sie zu den Technologien passt, sondern Technologien entwickeln, die den gesellschaftlichen Bedürfnissen gerecht werden, ökonomisch sinnvoll sind, und ökologischen Fortschritt bringen.