Fraunhofer-Zentrum für Chemisch-Biotechnologische Prozesse CBPIn dem von TotalEnergies koordinierten Projekt e-CO2Met soll Methanol aus kohlenstoffarm produziertem Wasserstoff und abgetrenntem Kohlendioxid hergestellt werden. Dies ist ein wichtiger Ansatz zur Reduzierung klimaschädlicher Treibhausgasemissionen. Für die Umsetzung des grünen Wasserstoffs und von CO2 planen das Fraunhofer CBP und TotalEnergies eine Pilotanlage, die im neuen Fraunhofer Hydrogen Lab im Chemiepark Leuna aufgebaut wird.
E-CO2Met – Electricity & CO2 to Methanol
Im Projekt e-CO2Met wird das Zusammenspiel von drei innovativen Prozessen erprobt – der Nutzung von CO2 aus der Raffinerie, der Nutzung von grünem Wasserstoff, der mittels Hochtemperatur-Elektrolyse hergestellt wird und der anschließenden Methanol-Synthese auf der Skalierungsplattform Hy2Chem.
Herausforderung und Ziel
Die stoffliche Nutzung von CO2 und Wasserstoff aus erneuerbaren Energien bietet große Chancen für die globale Energie- und Verkehrswende. Power-to-X-Vorhaben rücken damit immer mehr in den Fokus, da auch der Chemiesektor die Treibhausgasemissionen ihrer Prozesse langfristig reduzieren muss. Genau dies verfolgt die TotalEnergies im Forschungs- und Entwicklungsprojekt e-CO2Met. Im Rahmen dieses Projekts soll im Fraunhofer Hydrogen Lab Leuna, einer Elektrolyse-Test- und -versuchsplattform, in einer integrierten Demonstrationsanlage CO2 mit regenerativem Wasserstoff zu synthetischem Methanol umgewandelt werden.
Hocheffiziente Elektrolyse zur Wasserstofferzeugung aus erneuerbaren Energien
Der erste Schritt für die Synthese von synthetischem Methanol aus erneuerbaren Energien und industriellem konzentriertem CO2 aus einem Teilabgasstrom der Total Raffinerie Mitteldeutschland GmbH Leuna ist die Elektrolyse von Wasser zu Wasserstoff. Hierzu wird Projektpartner Sunfire einen Hochtemperatur-Festoxid-Elektrolyseur im Megawattmaßstab für den Einsatz im industriellen Umfeld entwickeln und bereitstellen. Der Vorteil des Hochtemperatur-Elektrolyseurs liegt in der Möglichkeit, wirtschaftlich erzeugten Dampf oder Abwärme aus Industrie- und Syntheseprozessen direkt zu nutzen. Der Betrieb des Elektrolyseurs wird vom Fraunhofer IWES übernommen.
So können beispielsweise durch das Fraunhofer IWES die Intermittenz und Lastprofile von erneuerbaren Energien, etwa Photovoltaik oder Windenergie, im Hydrogen Lab Leuna simuliert werden. Dies ermöglicht die Durchführung verschiedener operativer Studien in enger Zusammenarbeit mit Sunfire, um die Leistungsfähigkeit des Systems u. a. auch in Bezug auf die volatile erneuerbare Energieversorgung zu bewerten.
Grünes Methanol aus regenerativem Wasserstoff und Abgas-CO2
Für die chemische Konversion von Wasserstoff zu Methanol wird das Fraunhofer CBP gemeinsam mit der TotalEnergies eine Pilotanlage im Fraunhofer Hydrogen Lab planen, auslegen und aufbauen. In diesem Projektteil wird gemeinsam mit der TotalEnergies u.a. der Einfluss unterschiedlicher Prozessparameter als auch der Einfluss fluktuierender Feedströme auf die Methanolsynthese untersucht.
Multi-Purpose-Anlage auf Hy2Chem-Plattform
Die Pilotanlage wird so konzipiert, dass sie nach Beendigung des Projektes als Multi-Purpose-Anlage für weitere Vorhaben des Fraunhofer CBP zur Verfügung steht. Die Errichtung dieser Pilotanlage ist das erste Projekt, welches im Rahmen der vom Land Sachsen-Anhalt über EFRE-Mittel finanzierten Hy2Chem-Plattform laufen wird.
Projektinformationen
Projekttitel
E-CO2Met – Electricity & CO2 to Methanol
Projektlaufzeit
April 2021 – Dezember 2024
Projektpartner
- Fraunhofer CBP, Leuna
- TotalEnergies, Frankreich (Koordination)
- Sunfire GmbH, Dresden
- Fraunhofer IWES, Leuna
Förderung
Die Pilotanlage zur Methanolsynthese wird als Teilprojekt von e-CO2Met im Rahmen der vom Land Sachsen-Anhalt über EFRE-Mittel geförderten Skalierungsplattform Hy2Chem finanziert. Wir danken dem Land Sachsen-Anhalt für die Förderung des Projekts »Hy2Chem«.
