CO2 aus der Luft für die Getränkeindustrie (CO2 supply of beverage industry with direct air capture technology)

• Forschungsstelle: BAFU
• Projektnummer: UTF 585.14.18

Schlüsselwörter (Deutsch)

Klimaschutz, Direct Air Capture (DAC) Technologie, CO2, Getränkeindustrie, CO2-Abscheidung

Kurzbeschreibung (Deutsch)

2017 wurde in Hinwil (ZH) auf de4m Gelände der KEZO die erste kommerzielle DAC-Anlage (DAC, direct air capture of CO₂) in Betrieb genommen. Sie wurde von der Firma Climeworks, einem Spin-off der ETH, entwickelt und gebaut. Im vorliegenden Projekt soll das DAC-Verfahren technisch und operativ so weit optimiert werden, dass das gewonnene CO₂ in der Getränkeindustrie verwendet werden kann. Dadurch kann nicht nur synthetisch hergestelltes CO₂ durch aus der Luft gewonnenes CO₂ ersetzt werden. Dieser Schritt ermöglicht auch die Weiterentwicklung und eine Kostensenkung der DAC-Technologie. Dafür soll in Hinwil eine weitere Anlage mit 12 CO₂-Kollektoren zur CO₂-Abscheidung aus der Luft gebaut werden. Sie nutzt Niedertemperaturwärme der KEZO. Die Anlage wird ergänzt mit einem Anlageteil für die Verflüssigung inkl. Aufreinigung des CO₂ sowie 2 Tanks für dessen anschliessende Lagerung. Die Innovation liegt in der Direct Air Capture Technologie und ihrer Weiterentwicklung an sich sowie in der Aufbereitung des CO₂ für die Lebensmittelindustrie. Die Firma Coca Cola Hellenic Switzerland wird das gewonnene CO₂ für die Kohlensäureanreicherung von Valserwasser verwenden. Sie wird auch für die Spezifikation des CO₂ für die Getränkeindustrie beigezogen. Carbagas als jetziger CO₂-Lieferant wird den Aufbau der Logistik beratend begleiten.

 

Das Projekt wurde aufgrund des überarbeiteten Beitragsgesuchs vom 29.06.2018 an der Sitzung der Koko UT vom 29.05.2018 genehmigt.

Ergebnisse gemäss Vertrag (Deutsch)

1. Anlage: Fertigungspläne und Steuerung der optimierten DAC-Module sind bereit. Die Optimierungen gegenüber der bereits existierenden Anlage sind beschrieben. Die Baubewilligung für die Anlage ist eingeholt.
   CO₂: Die Spezifikationen gemäss International Society of Beverage Technologists (ISBT) Standard für die Verwendung des CO₂ in der Getränkeindustrie sind bekannt und werden eingehalten. Die Logistik für Lagerung, Transport und Lieferung des flüssigen CO₂ ist aufgebaut. Meilenstein 1

    

2. Die Anlage ist betriebsbereit. Der Site Acceptance Test (SAT) ist durchgeführt. Meilenstein 2

    

3. Ein standardisiertes Qualitätsmanagement ist vorhanden. Es stellt die Verträglichkeit des Prozesses und des Produktes für Gesundheit, Sicherheit und Umwelt sicher. Erste GFSI (Global Food Safety Initiative) und kundenspezifische Audits wurden durchgeführt. 
   Meilenstein 3

    

4. Ein Schlussbericht mit Darstellung der Ergebnisse aus 1 bis 3 und dem weiteren Vorgehen ist redigiert und dem BAFU abgegeben.

    

5. Textbausteine, Illustrationen und mindestens 3 Fotografien für die Verwendung in öffentlichen Publikationen sind bereitgestellt und dem BAFU abgegeben.

    

6. Eine Präsentation der Ergebnisse mit entsprechender Power-Point Darstellung ist dem BAFU abgegeben und kann auf Nachfrage beim BAFU vorgetragen werden.

Bedingungen für Rückzahlungen (Deutsch)

1. Gemäss Art. 49 Absatz 3 des Umweltschutzgesetzes sind bei einer kommerziellen Verwertung der im Rahmen dieses Vertrages entwickelten Ergebnisse die gewährten Finanzhilfen in der Höhe von CHF 1'000'000.- nach Massgabe der erzielten Erträge zurückzuerstatten.

    

2. Rückzahlungspflichtige Partnerin ist die Firma Climeworks AG (Beitragsempfängerin).

    

3. Als Ergebnisse gelten: Forschungsergebnisse, Patente, Lizenzen, Anlagen, Anlagenteile und Produkte aus diesem Projekt.

    

4. Bei kommerzieller Verwertung verpflichtet sich die rückzahlungspflichtige Partnerin gemäss 2, die gewährten Finanzhilfen dem BAFU nach folgenden Grundsätzen zurückzuerstatten:

    

   a) 8 % der Erträge (Umsatz) aus dem Verkauf, Vermietung oder Leasing von Anlagen und Anlageteilen für die Gewinnung von CO₂ für Akteure der Getränkeindustrie sowie von CO₂ als Produkt für Akteure der Getränkeindustrie basierend auf der Technologie aus diesem Projekt; 
   
   b) 5 % der Erträge (Umsatz), gemessen an den erbrachten Engineeringleistungen oder Dienstleistungen in Zusammenhang mit der Technologie aus diesem Projekt für Akteure der Getränkeindustrie;
   
   c) 10% der Erträge (Lizenzeinnahmen) aus den Einnahmen durch Lizenzabgaben an Dritte für die Vermarktung der Technologie aus diesem Projekt an Akteure der Getränkeindustrie;
   
   d) Beim Verkauf von Patenten, die im Rahmen dieses Projektes entstehen, gilt folgende Regelung: 1) 20% der Erträge (Verkaufspreis) aus dem Verkauf an Interessenten in der Schweiz 2) Beim Verkauf an Interessenten im Ausland im Zeitraum von 10 Jahren nach Abschluss des Projektes behält sich der Beitragsgeber vor, eine einmalige Rückzahlung bis zur Höhe der gesamthaft gewährten Finanzhilfen zu verlangen.

5. Falls die kommerzielle Verwertung durch die Höhe der in Punkt 4 festgelegten Rückerstattung gefährdet wird, kann die rückzahlungspflichtige Partnerin unter Vorlage aktueller Kalkulationsgrundlagen und Konkurrenzvergleiche eine Reduktion der Rückerstattungshöhe beantragen. Die Höhe der Rückerstattung kann danach vom BAFU neu festgesetzt werden.

    

6. Die Rückzahlungspflicht beginnt am 1. Januar des folgenden Jahres nach Abschluss des Projektes und gilt während 10 Jahren. Als Projektabschluss gilt der Zeitpunkt, an dem die letzte Zahlung des BAFU gemäss Punkt 6.7 ausgerichtet wird. Die Rückzahlungspflicht endet am 31. Dezember des 10. Jahres oder bei vollständiger Rückzahlung der gewährten Finanzhilfen. Die Finanzhilfen sind nicht zu verzinsen.

    

7. Wird während der Dauer der Rückzahlungspflicht gemäss Punkt 6 die kommerzielle Verwertung der Ergebnisse aus diesem Projekt vollständig an Dritte übertragen, dann gilt folgende Regelung:
   Die Beitragsempfängerin verpflichtet sich die gewährten Finanzhilfen innert einer Frist von 3 Monaten seit der Übertragung zurückzuerstatten, sofern zwischen dem BAFU und dem Dritten nicht innert gleicher Frist ein Vertrag über die Rückzahlungsbedingungen zustande kommt.

    

8. Die rückzahlungspflichtige Partnerin gemäss 8.2 meldet dem BAFU die kommerzielle Verwertung der Ergebnisse gemäss Punkt 4 schriftlich bis spätestens am 30. Juni des laufenden Kalenderjahres für das Vorjahr. In begründeten Fällen kann das BAFU auch eine unterjährige Auskunft verlangen. Übertragungen oder Veräusserungen gemäss Punkt 7 sind dem BAFU innert einer Frist von 3 Monaten schriftlich mitzuteilen.

    

9. Im Falle eines Konkurses der rückzahlungspflichtigen Partnerin gemäss 2 ist das BAFU umgehend über die Konkurseröffnung zu informieren.

    

10. Die rückzahlungspflichtige Partnerin gemäss 2 schuldet/n dem BAFU eine Konventionalstrafe in der Höhe der gewährten (d.h. bisher an die Beitragsempfängerin ausbezahlten) Finanzhilfen:
    
    a) sofern trotz einer zweimaligen eingeschriebenen Mahnung die jährliche Mitteilungspflicht bezüglich dem Stand der kommerziellen Verwertung und der entsprechenden Rückzahlungspflicht nicht eingehalten wurde;
    
    b) sofern Übertragungen oder Veräusserungen gemäss Punkt 7 dem BAFU nicht innert einer Frist von 3 Monaten schriftlich mitgeteilt wurden.

Projektziele (Deutsch)

Die neue Anlage in Hinwil läuft störungsfrei. Sie produziert nominal ca. 600 Tonnen CO₂ pro Jahr in genügender Reinheit für die Getränkeindustrie. Vertriebskanäle und -logistik für das verflüssigte CO₂ sind aufgebaut. Ein Qualitätsmanagement garantiert die Unbedenklichkeit von Verfahren und Produkt für Mensch und Umwelt.

Beschreibung der Resultate (Deutsch)

Das Hauptziel des Projektes, aus der Luft gewonnenes CO₂ für die Getränkeindustrie anbieten zu können, als Alternative zu herkömmlichem CO₂ fossilen Ursprungs, wurde vollumfänglich erreicht. Die entsprechende Technologie wurde in Hinwil bei Zürich installiert, wo sie in einem industriellen Umfeld erfolgreich und weitgehend störungsfrei betrieben wird. Nominal 600 Tonnen CO₂ werden pro Jahr produziert unter Einhaltung strengster Reinheitsvorschriften für Lebensmittelanwendungen.
Die folgenden Meilensteine wurden dabei erfolgreich abgeschlossen:
1. Detaillierte Planung der Technologie zur CO₂-Filterung aus der Luft ( «Direct Air Capture» ), inklusive Optimierungen zum Vorgängermodell und erforderliche Genehmigungen vollständig. CO₂-Reinheit gemäss Lebensmittelstandards (ISBT) sind eingehalten und die Logistik und Lagerung für das verflüssigte CO₂ ist aufgebaut.
2. Die Anlage ist betriebsbereit und der «Site Acceptance Test» wurde durchgeführt.
3. Ein standardisiertes Qualitätsmanagement wurde eingeführt. Dabei wurde die Verträglichkeit von Produkt und Prozess für Umwelt, Gesundheit und Sicherheit erwiesen. Erste Audits gemäss GFSI und kundenspezifische Audits wurden durchgeführt.

Umsetzung und Anwendungen (Deutsch)

Climeworks konnte durch eine weitere Optimierung der Technologie die Gesamtkosten der CO2-Filterung aus der Luft weiter senken und einen störungsfreien Betrieb der Anlage in Hinwil gewährleisten. Zudem konnte mit einer vergleichsweise einfachen Konditionierung des CO2 Produktes eine für
Lebensmittelanwendungen angemessene Qualität ( «Food Grade») sichergestellt werden. Die zuverlässige Erfüllung dieser Qualitätsstandards konnte entsprechend zertifiziert werden. Dies eröffnet Climeworks die Möglichkeit den Getränkemarkt als weltweit erster Anbieter mit CO2 aus der
Luft ( «Direct Air Capture») zu beliefern. Ein Eintritt in den Getränkemarkt hat stattgefunden. Climeworks hat damit beste Chancen, diesen sich in seiner frühen Entwicklung befindlichen Markt für sich zu erschliessen. Mit Coca-Cola HBC Schweiz wurde ein gewichtiger Marktakteur als lnitialkunde
gewonnen. Das Projekt wird zudem vom Standortpartner KEZO, von der Audi AG sowie vom Klimafonds Stadtwerk Winterthur unterstützt.

Weiteres Vorgehen (Deutsch)

Das Thema des Klimawandels rückt derzeit zunehmend in den Fokus der Öffentlichkeit. Demonstrationen, Wahlergebnisse und Frequenz der medialen Berichterstattung machen diesen Relevanzgewinn eindeutig. Insbesondere beginnen die Herausforderungen des Klimawandels einen Einfluss auf das Konsum- und Wahlverhalten breiter Bevölkerungsschichten zu nehmen. Unternehmen wie Kunden suchen nach erneuerbaren Alternativen zu fossilen Quellen. Märkte für nachhaltige Produkte werden sich in Zukunft voraussichtlich dynamischer entwickeln und es ist mit steigender Nachfrage zu rechnen. Zudem werden weitere Kostensenkungen CO2 aus der Luft als Rohstoff attraktiver machen.
Der Getränkemarkt könnte dabei eine führende Rolle einnehmen - insbesondere da CO2 aus „Direct Air Capture" nachweislich Lebensmittelqualität erzielen kann. Die erwartete zukünftige Nachfrage kann Climeworks mit einer demonstrierten Technologie, etablierten internen Abläufen und vertrauensvollen Partnern bedienen.