Im Fokus des Vorhabens "iNEW 2.0 – Inkubator Nachhaltige Elektrochemische Wertschöpfungsketten" steht die Erforschung und Entwicklung neuartiger und leistungsfähiger Elektrolyseverfahren zur Anwendung in nachhaltigen Power-to-X (PtX) Wertschöpfungsketten. Dazu zählen die Routen Power-to-Syngas, Power-to-CO, Power-to-Methanol, Power-to-Formates, Power-to-Chemicals und Power-to-Ammoniak. Die Wissenschaftler*innen des Forschungszentrums Jülich (Projektleitung), der RWTH Aachen und des Wuppertal Instituts entwickeln und bewerten dafür emissionsarme und zukunftsfähige Lösungen für die regionalen energieintensiven Industrien. Dies soll einen erfolgreichen Übergang des Rheinischen Braunkohlereviers hin zu einem "Zukunftsrevier" für nachhaltiges Wirtschaften ermöglichen. Der P2X-Ansatz schafft dabei klimaneutrale Industrieprozesse unter Verwendung von erneuerbar erzeugtem Strom und regenerativen Ressourcen auf Basis von CO2 als nachhaltigem Rohstoff. PtX ist damit eine Schlüsseltechnologie zur Sektorenkopplung und eröffnet die Möglichkeit zu einer Kohlenstoff-Kreislaufwirtschaft. Ziel des Projektes ist es, innerhalb von zehn Jahren die neuartigen PtX-Verfahren von der Laboranwendung mit einem sogenannten Technology Readiness Level (TRL) von 3 (grundsätzlicher Funktionsnachweis einzelner Elemente einer Technologie) auf das Niveau eines in Betrieb befindlichen Prototypen zu heben (TRL = 7).
Innerhalb des vom Bundesforschungsministerium geförderten Projekts sind im Wuppertal Institut Wissenschaftler*innen der Forschungsbereiche Sektoren und Technologien sowie Stoffkreisläufe eingebunden. Mit ihren Ex-Ante-Wirkungsabschätzungen tragen sie dazu bei, dass die Energie- und Industrietransformation auch langfristig umwelt- und ressourcengerecht gestaltet werden kann.
In Teilbericht 1 beschreiben die Forschenden mittels qualitativer Analysen, wie zukünftige Veränderungen von Hintergrundprozessen (z. B. erneuerbarer Strom oder grüne Rohstoffe wie Stahl oder Zement) in Ökobilanzen integriert werden können und welche Berechnungswerkzeuge hierfür bereits existieren. Zudem werden anhand von Literaturbeispielen qualitative Analysen durchgeführt, um den Einfluss zukünftiger Hintergrundsysteme auf die gesamte Ökobilanz zu diskutieren und den Nutzen prospektiver Ökobilanzen für die iNEW2.0-Technologien im fortgeschrittenen Entwicklungsstand aufzuzeigen.
Da der Reifegrad der in iNEW2.0 entwickelten Prozesse noch zu niedrig ist, um Aussagen über ihren möglichen großskaligen kommerziellen Einsatz zu treffen, haben die Forschenden in Teilbericht 2 eine Benchmarking-Analyse entwickelt. Am Beispiel der Prozesse Power-to-Ammonia und Power-to-Methanol zeigen sie auf, wie anhand von schon verfügbaren grünen Referenz¬technologien Vergleichsindikatoren ermittelt werden können, die den technischen Entwicklern Hinweise geben können, welche Werte die zu entwickelnden Technologien langfristig erreichen sollten. Als "low-carbon" Referenztechnologien wurden dabei für die Ammoniak-Herstellung das grüne Haber-Bosch-Verfahren und für die Methanol-Herstellung die grüne CO2-basierte Methanolsynthese über CO2 und H2 ausgewählt. Zentrale Indikatoren der Benchmarkanalyse sind "Anlegbare Stoffströme", "Anlegbarer Energieverbrauch", "Anlegbare Produktionskosten", "Anlegbare Treibhausgas-Emissionen" und "Anlegbare kritische Rohstoffe". Diese wurden für das jeweilige potenzielle Markteintrittsjahr der in iNEW2.0 entwickelten Prozesse bestimmt.
In Teilbericht 3 wurde schließlich eine Kritikalitätsanalyse für einzelne Rohstoffe durchgeführt, die für die iNEW2.0-Technologien potenziell benötigt werden. Berücksichtigt wurden Bismut, Kobalt, Iridium, Mangan, Nickel, Seltene Erden, Silizium, Yttrium, Zinn und Zirkonium. Als Basis für die Bewertung wurde die VDI-Richtlinie VDI 4800 Blatt 2 (Kapitel 6) ausgewählt und die dort vorgegebene Methodik zur Analyse des Versorgungsrisikos, basierend auf geologischen, technischen, geopolitischen und ökonomischen Kriterien, angewandt. Die Ergebnisse werden für jeden Rohstoff in mehrseitigen Steckbriefen dokumentiert.
