Durch eine Reduzierung des Energiebedarfs um 17 % gibt Norwegen den Photovoltaikanlagen sowie dem Kohlenstoffabscheidungsprozess neuen Schwung.
Die industrielle CO₂-Abfangung umfasst eine Reihe von Technologien, die das im industriellen Prozess entstehende Kohlendioxid abfangen, bevor es in die Atmosphäre gelangt. In Zementwerken, Stahlwerken, Raffinerien oder Kraftwerken werden die kohlenstoffreichen Verbrennungsgase mithilfe von Verfahren wie Nachverbrennung, Vorbrennung oder Oxy-Brennstoff extrahiert, getrennt und konzentriert. Nach der Trennung ist das CO₂ bereit für den Transport oder die Verarbeitung, wodurch verhindert wird, dass es direkt freigesetzt wird und zum Klimawandel beiträgt.
Nach seiner Abscheidung kann Kohlendioxid zwei Wege einschlagen: Entweder wird es sicher tief unter der Erde in geologischen Formationen gelagert, wo es über lange Zeit isoliert bleibt, oder es wird als Rohstoff in anderen industriellen Prozessen verwendet. Die zweite Option wandelt CO₂ in Produkte wie synthetische Kraftstoffe, Kunststoffe oder Baumaterialien um und integriert es so in eine Kreislaufwirtschaft.
Das norwegische Pilotprojekt in einer Glasfabrik in Italien
Eine Gruppe norwegischer Forscher hat einen bedeutenden Schritt bei der Anwendung von Solarenergie in energieintensive industrielle Prozesse wie die Abscheidung von Kohlendioxid (CO₂) unternommen. Das von Experten des Technologiezentrums SINTEF zusammen mit dem Unternehmen Svalin Solar entwickelte Projekt kombiniert die photovoltaische Stromerzeugung mit der Wärmerückgewinnung und ermöglicht so eine Reduzierung des für die CO₂-Abscheidung benötigten Energieverbrauchs um 17 Prozent im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren.
Das Pilotprojekt, das sich im Multiphase-Labor in Tiller südlich von Trondheim (Norwegen) befindet, kombiniert fünf Meter hohe Solarmodule mit einem Spiegelsystem sowie einem Sonnenfolger, der die Module den ganzen Tag über ausrichtet, um die Strahlungsaufnahme zu maximieren. Unter diesen Solarmodulen befindet sich ein Rohrleitungssystem mit einem Wärmeträger, das Wärme aufnimmt und auf bis zu 60 °C erhitzt; mithilfe einer fortschrittlichen Wärmepumpe wird die Temperatur auf die für den Kohlenstoffspeicherungsprozess erforderlichen 130 °C angehoben.
Die Neuheit dieses Designs liegt in seinem hybriden Ansatz: Neben der Erzeugung von Elektrizität fängt das System die Wärme auf, die in herkömmlichen Photovoltaikanlagen normalerweise verloren geht. Diese Wärme wird zusammen mit der erzeugten Elektrizität direkt im CO₂-Fangprozess eingesetzt – einem Verfahren, das traditionell große Mengen an Energie verbraucht. In quantitativer Hinsicht erfordern solche Prozesse in der Regel etwa 3,1 Megajoule pro Metertonne gefangenen CO₂. Laut durchgeführten Tests verringerte das neue System diesen Verbrauch um 0,52 Megajoule pro Tonne, was einer Effizienzsteigerung von 17 % entspricht.
Diese Energieeinsparung mag moderat erscheinen, doch sie gewinnt an Bedeutung, wenn man die Größenordnung der Branchen berücksichtigt, die Kohlenstoffspeichertechnologien einsetzen. Branchen wie der Glas-, Zement-, Stahl- oder Chemiebereich, die jährlich Hunderttausende von Tonnen CO₂ festhalten, könnten diesen Prozentsatz in erhebliche Kostensenkungen sowie Energieeinsparungen umsetzen. Die Optimierungsmodelle des Projekts selbst deuten darauf hin, dass durch Verbesserungen bei der Solarkonzentration mit effizienteren Spiegeln sowie durch die Verringerung von Wärmeverlusten diese Energieeinsparung in zukünftigen Versionen des Systems bis zu 39 % erreichen könnte.
Die Abhängigkeit von Wetterbedingungen ist eine der technischen Herausforderungen, mit denen diese Technologie konfrontiert ist. Während der Tests im August 2025 beschränkte eine überdurchschnittlich hohe Bewölkung die Erzeugung von thermischer und elektrischer Solarenergie. Laut den Forschern würden sonnigere Regionen wie Südeuropa bessere Leistungen erbringen und so den Bedarf an externer elektrischer Unterstützung verringern, um die Betriebsbedingungen bei optimalen Temperaturen aufrechtzuerhalten.
Nach der Validierung des Modells im norwegischen Labor besteht der nächste Schritt darin, das System in eine echte Industrieanlage zu übertragen. Der Pilotversuch wird in einem italienischen Glashersteller durchgeführt, wo seine Leistung unter kontinuierlichen Betriebsbedingungen, seine Integration in die bestehenden Prozesse sowie seine Zuverlässigkeit bewertet werden. Dieser Test in einem Produktionsumfeld wird ermöglichen, festzustellen, ob die im Labor beobachteten Vorteile auch in großskaligen Industriesystemen ohne Beeinträchtigung der Betriebssicherheit wiederholt werden können.
Die Forscher glauben, dass diese hybride Lösung auf andere Branchen mit hohen thermischen Anforderungen sowie schwierig zu reduzierenden CO₂-Emissionen durch direkte Elektrifizierung angepasst werden könnte. Diese Branchen gehören zu den komplexesten Bereichen bei der Dekarbonisierung im Rahmen des globalen Energiewandels, da viele ihrer Prozesse hohe Temperaturen erfordern, die mit den aktuellen elektrischen Technologien nicht effizient bewältigt werden können.
Jenseits der konkreten Anwendung bei der CO₂-Abscheidung spiegelt dieser Fortschritt die allgemeinere Tendenz wider, Solarenergie nicht nur zur Erzeugung von Elektrizität, sondern auch zur Bereitstellung nützlicher Wärme in industriellen Prozessen zu nutzen. In Spanien und Europa hat die photovoltaische Solarenergie in den letzten Jahren Rekorde bei der Erzeugung und bei der Reduzierung von Emissionen aufgestellt, wodurch ihre zentrale Rolle bei der Dekarbonisierung des Energiesystems sowie bei der Erreichung der Klimaziele bis 2030 und darüber hinaus gestärkt wird.
Die Integration von thermischer und elektrischer Solarenergie für industrielle Zwecke markiert ein neues Kapitel in der Energiewende, bei dem erneuerbare Technologien sowohl die Erzeugung als auch die thermischen Anforderungen energieintensiver Prozesse bewältigen, wodurch der Kohlenstofffußabdruck verringert und die Gesamteffizienz der Industrie verbessert wird.