Cleantech ist bereit für den Skalierungsdurchbruch. Jetzt muss das Ökosystem nachziehen.

Nur wenige Menschen kennen den Weg vom Katalysatorlabor zur kommerziellen Anlage besser als Dr. Maurits van Tol. Seit 1985 in der Katalyse tätig, hat der ehemalige CEO von Johnson Matthey Catalyst Technologies aus erster Hand gesehen, was nötig ist, um eine Technologie von einer Laborkonzeption zu einem lizenzierten Prozess im kommerziellen Maßstab zu entwickeln.

Heute ist Maurits Non-Executive Director beim Carbon-Removal-Unternehmen Climeworks und Branchenberater, unter anderem für die Organisation der Vereinten Nationen für industrielle Entwicklung (UNIDO) zur Wasserstoffwirtschaft.

Am 22. September eröffnete Maurits das Future Days: Catalysts-Programm von Malvern Panalytical mit seiner Session: „Partnerships and networks: key to a society emitting less carbon.” Die virtuelle Veranstaltung brachte Führungskräfte aus der Katalysatorherstellung, der akademischen Forschung, Standardisierungsorganisationen und der analytischen Wissenschaft zusammen, um das nächste Jahrzehnt der Katalyse zu definieren.

In Maurits’ Session erläuterte er, warum bewährte Cleantech-Lösungen noch immer nicht schnell genug den Markt erreichen – und was erforderlich ist, um das zu ändern.

Hier ist eine Zusammenfassung seiner Erkenntnisse. Mehr zur gesamten Session und weiteren Inhalten von Future Days: Catalysts.

Die Technologie ist bereit. Die Umsetzung ist der Engpass.

Fossile Ressourcen sind endlich, die Nachfrage steigt weiter, und die Weltbevölkerung wird in den nächsten 50 Jahren voraussichtlich um weitere 2 Milliarden Menschen wachsen. Die Welt braucht sauberere Wege, Brennstoffe und Chemikalien herzustellen, ohne die Gesellschaft zurückzuwerfen. Maurits’ Antwort war, dass wir uns durch Innovation aus der Krise herausarbeiten müssen.

Viele Formen von Cleantech existieren bereits. Verfahren wie die Aktivierung von CO₂ mit Wasserstoff sind für den großtechnischen Einsatz bereit und über Lizenzgeber verfügbar. Die Hürden sind Kosten und Risiko. Eine erste Anlage im industriellen Maßstab kann 1–5 Milliarden US-Dollar kosten, und ohne nachgewiesene Wirtschaftlichkeit zögern Kreditgeber, sich zu engagieren.

Bankfähige Projekte brauchen ein ganzes Ökosystem

Beim Skalieren geht es darum, neue Ökosysteme aufzubauen. Damit eine neue Technologie in großem Maßstab erfolgreich ist und die Kosten im Rahmen bleiben, müssen mehrere Akteure das Vorhaben absichern.

Sustainable Aviation Fuel (SAF) ist ein gutes Beispiel. Der Entwickler erhält vom Technologie-Lizenzgeber eine Leistungsgarantie, und ein Engineering-Partner macht aus dem Projekt ein schlüsselfertiges Angebot. Rohstofflieferanten verpflichten sich zu langfristigen Lieferungen, und Fluggesellschaften schließen Abnahmeverträge ab.

Zusammen machen diese Zusagen das Projekt bankfähig. Doch Unternehmen können das nicht allein leisten. Regierungen steuern Genehmigungen, und wenn diese zu lange dauern, geraten Länder ins Hintertreffen. Regulierungsbehörden können derweil beschleunigen, indem sie Standards für Rohre, Druckniveaus und Verbindungen harmonisieren, damit Lieferketten schneller wachsen und günstiger werden.

Die nächste Generation von Katalysatoren wird auf atomarer Ebene entwickelt

Innovation endet nicht bei der Umsetzung. Hochdurchsatz-Experimente, KI und Quantencomputing verändern die Katalysatorentwicklung grundlegend. Quantencomputing erleichtert die Modellierung der Wechselwirkungen zwischen einem Katalysator und seinem Träger auf Mehrkörper-Ebene. Der Mehrwert liegt darin, diese Modelle in physische Katalysatoren zu überführen und sie zu skalieren.

Fortschrittliche analytische Verfahren sind ein zentraler Schwerpunkt der Partnerschaften, die die F&E in der Katalyse voranbringen. Für Entwickler und Hersteller von Katalysatoren sind verlässliche Charakterisierungsdaten daher unverzichtbar – von der frühen Materialentwicklung bis hin zu Scale-up und Qualitätskontrolle.

Maurits hob außerdem eine Verschiebung der Prioritäten hervor: Cleantech geht es nicht mehr nur um Net Zero. Energiesouveränität steht inzwischen ganz oben auf den Regierungsagenden, und Katalyse kann aus den eigenen Ressourcen eines Landes – von Biomasse bis zu abgeschiedenem CO₂ – die Moleküle erzeugen, die es benötigt.

Wichtige Fragen aus der Q&A-Runde

Was unterscheidet ein Ökosystem von einer langen Liste von Partnern?

Eine lange Liste von Partnern ist wie ein komplexer Geschäftsabschluss. Ein Ökosystem umfasst außerdem Regierungen, Infrastruktur und gemeinsame internationale Standards. All das ist unerlässlich, wenn Neueinsteiger mit etablierten Technologien konkurrieren sollen, die seit über einem Jahrhundert optimiert werden.

Was ist ein Abnahmevertrag?

Es handelt sich um eine langfristige Verpflichtung, die Produktion eines Projekts abzunehmen. Staatliche Vorgaben verlangen mehr SAF, als derzeit verfügbar ist, daher schließen Fluggesellschaften Abnahmeverträge ab, um sich Kraftstoff zu sichern – das unterstützt das Wachstum der Branche.

Welches Land unternimmt am meisten, um den Wandel zu unterstützen?

China. Es setzt und implementiert Fünfjahrespläne verlässlich um, und Genehmigungen dauern Monate statt Jahre. Das Land verfügt über genügend geografischen Raum, um Solar-, Wind-, Wasser- und Wellenenergie im großen Maßstab einzusetzen, und erneuerbarer Strom kostet nur 0,015–0,02 USD pro kWh.

Welche Herausforderungen bleiben für die Katalyse bestehen?

Einige Metalle und andere Rohstoffe sind endlich, ebenso wie fossile Ausgangsstoffe. Die Branche muss das Recycling ausbauen und Katalysatoren auf atomarer Ebene entwerfen, um maximale Wirkung bei minimalem Metalleinsatz zu erzielen. Diese Katalysatoren müssen außerdem gegen Vergiftung resistent sein, wenn Verunreinigungen in alternativen Rohstoffen wie Biomasse den Katalysator blockieren und seine Funktion verhindern.

Sehen Sie sich die Aufzeichnung dieser Session an, um mehr darüber zu erfahren, warum die Infrastruktur für Wasserstoff und CO₂ hinter den Anforderungen an Net Zero zurückbleibt und wie Energiesicherheit die Prioritäten der Regierungen neu ausrichtet.