К 2050 году химическая промышленность должна работать в климатическом нейтральном режиме, что означает постепенное прекращение использования ископаемой нефти, газа и угля.

Поэтому альтернативные источники углерода и возобновляемые источники энергии должны использоваться для замены запасов ископаемых. Новая исследовательская инициатива Штутгарта будет разрабатывать концепцию будущего химического завода такой категории, как с фундаментальной, так и с прикладной точек зрения. В этой инициативе будут участвовать Штутгартский университет, Немецкий аэрокосмический центр, Центр исследований солнечной энергии и водорода в Баден-Вюртемберге и Институт межфазной инженерии и биотехнологии им. Фраунгофера.

Согласно «Плану по осуществлению климатических мер» – 2030, принятому Кабинетом министров Германии, все сектора, включая химическую промышленность, должны сократить выбросы парниковых газов до 55% от уровня 1990 года. Несмотря на значительное повышение эффективности процесса в химической промышленности в последние десятилетия, долгосрочная цель «Плана по осуществлению климатических мер» — 2050 – в значительной степени решить проблему парниковых газов к 2050 году,– возможна только благодаря новым технологиям и процессам.

Особенно при рассмотрении ископаемого сырья, используемого в химическом производстве, цель должна заключаться в том, чтобы замкнуть углеродный цикл, перейдя к неископаемому сырью. В дополнение к внедрению химической рециркуляции и биоэкономике, использование повсеместных неископаемых ресурсов углекислого газа (CO2) и воды (H2O) может помочь замкнуть углеродный цикл, а использование кислорода (O2) и азота (N2) может дополнительно проложить путь к более дорогим продуктам. Однако активация и преобразование этих стабильных молекул требует энергии, которая должна происходить из возобновляемых источников, таких как ветер и солнечная энергия. Для экономической рентабельности требуются процессы, дающие более дорогостоящие специальные химикаты с высокой селективностью.

Концепция ориентирована на плазменную технологию, электролитические процессы и реакторы с электрическим подогревом.

Концепция новой исследовательской инициативы Штутгарта основана на использовании электричества из возобновляемых источников, таких как ветер и солнечная энергия, для активации вышеупомянутых вездесущих неископаемых видов сырья CO2, H2O, O2 и N2. Исследовательская инициатива сосредоточена на трех технологиях производства электроэнергии: плазменная технология, электролитические процессы и реакторы с электрическим подогревом.

В Штутгартском университете и связанных с ним неуниверситетских научно-исследовательских институтах в настоящее время осуществляется десять проектов , касающихся химического производства с использованием электричества, которые будут представлены в улучшенном виде и расширены. Пресс-секретарь этой исследовательской инициативы в Штутгарте — профессор Элиас Клемм, директор Института химической технологии в университете Штутгарта. Совместно с Институтом инженерной термодинамики DLR с 2009 года уже ведутся исследования так называемого CO2, H2O-коэлектролиза. ZSW имеет многолетний опыт в области прямого захвата воздуха CO2 и преобразования «зеленого» электричества в водород и метан. Плазменные технологии и их применение будут исследованы в Университетском институте межфазной инженерии и плазменных технологий, Университетском институте фотовольтаики и Фраунгофера IGB. Прямой электрический нагрев химических реакторов будет разработан «Предпринимательской школой — MCI » в тесном сотрудничестве с компанией «CoorsTek» и Университетом Штутгарта.

Такие компании, как «Clariant», «BASF» и «Evonik», а также такие организации, как «DECHEMA», также примут участие, отправив представителей в консультативный совет новой исследовательской инициативы Штутгарта, стартующей 1 января 2020 года.