17 Juni 2020

Erfolgreiche Demonstration der Herstellung von Methanol

Langzeittest in Stralsund liefert erste Ergebnisse

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  • Betrieb einer Anlage zur Umwandlung von regenerativem Strom zu Methanol in Stralsund gestartet.
  • Anlage soll im Dauertest für ein Jahr mit einer maximalen Kapazität von 28 Liter Rohmethanol pro Tag betrieben werden.
  • Hohes Interesse der Industrie, Verbände und Politik.

news0028Dem Konsortium bestehend aus BSE und dem Institut für Regenerative EnergieSysteme der Hochschule Stralsund (IRES) gelang es erstmals, Windstrom in erneuerbares, regeneratives Methanol umzuwandeln. Im Rahmen eines Langzeittests über einen Zeitraum von einem Jahr soll die Einsatzfähigkeit des Verfahrens auch unter fluktuierenden Bedingungen bestätigt werden.

Im Zuge der Energiewende steigt der Anteil erneuerbarer Energiequellen kontinuierlich am Bruttostromverbrauch und beträgt aktuell in Deutschland 42%. Um die Nutzung fossiler Brennstoffe wie Erdöl, Erdgas und Kohle effektiv zu verringern, müssen regenerative Energien ebenfalls für Wärme und Verkehr zum Einsatz kommen. Hier beträgt der Anteil lediglich 15 bzw. 6%. Diese sogenannte Sektorenkopplung ist nun BSE und IRES gelungen.

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Diagramm: Anteil erneuerbarer Energiequellen am Bruttostromverbrauch und am Endenergieverbrauch in den Bereichen Wärme und Verkehr (Quelle: Umweltbundesamt auf Basis AGEE-Stat., Stand 02/2020); © BSE

Das Team nutzt grünen Strom in einer Elektrolysestufe zur Spaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff. Der Wasserstoff wird anschließend mit einer geeigneten Kohlendioxidquelle zu dem Wertprodukt Methanol in einem eigens entwickelten Verfahren (sog. FlexMethanol) umgesetzt. Methanol stellt zum einen eine zentrale Grundchemikalie dar und ist zum anderen als Kraftstoff einsetzbar. Dabei ist eine direkte Verbrennung in Motoren möglich, aber auch die chemische Weitererarbeitung zu Kraftstoffersatzstoffen bzw. Zusatzstoffen wie MTBE, DME und Biodiesel. Christian Schweitzer, Geschäftsführer BSE, erläutert:

„In Zukunft wird das Brennstoffzellen-taugliche Methanol bzw. das aufkonzentrierte Produkt industriell als e-fuel vertrieben. Das Besondere an unseren FlexMethanol-Anlagen ist die an das Stromangebot angepasste Betriebsweise angefangen von der CO2-Abscheidung, alkalische Elektrolyse bis hin zur Destillation.“ (Christian Schweitzer, bse Engineering, Geschäftsführer)

Der dynamische Prozessbetrieb ist dabei von zentraler Wichtigkeit bei der Umsetzung von grünem Strom aus volatilen Energiequellen, da somit flexibel auf die schwankende Energiebereitstellung reagiert werden kann. Zusätzlich müssen bei einem Überangebot an Strom die PV- und Windkraftanlagen nicht abgeregelt werden, sondern können für die chemische Nutzung des Stroms weiter betrieben werden.

„Aus dem im Jahr 2016 in Mecklenburg-Vorpommern abgeregelten Windstrom hätten sich so bis zu 34.800 t Reinmethanol erzeugen lassen.“ (Prof. Dr. Johannes Gulden, Leiter des Direktoriums des IRES)

Die Anlage in Stralsund nutzt einen Rohrbündelreaktor für die chemische Umwandlung bei 240°C und 40 bar sowie eine Kreisgasführung des nicht umgesetzten Synthesegases. Dadurch wird eine maximale Kapazität von 28 Liter Rohmethanol pro Tag erzielt. Im Ergebnis wurden die ersten Proben des strombasierten Methanols synthetisiert. Neben der kontinuierlichen Evaluierung relevanter Betriebsparameter wie Temperatur, Druck und Wasserstoff- bzw. Kohlendioxidstrom wird ebenfalls die Menge und Zusammensetzung der Gasphase sowie des gebildeten Methanols systematisch untersucht. Die ersten Analysen belegen, dass das gebildete Rohmethanol nahezu keine Verunreinigungen aufweist. Nach Destillation ist das Erreichen der Spezifikationen des internationalen IMPCA-Standards somit sichergestellt.

In den bevorstehenden Untersuchungen werden die verschiedenen fluktuierenden Betriebsführungskonzepte bestätigt und optimiert. „Somit können die Erfahrungen der Tests gleich in den ersten Anlagen implementiert und damit die Wirtschaftlichkeit weiter gesteigert werden.“, so Schweitzer. Die Projektierung dieser Anlagen ist unterdessen in vollem Gange. Bei positivem Verlauf kann mit einer Realisierung bereits in diesem Jahr gerechnet werden. Rechtzeitig zur Inbetriebnahme liegen auch die Endergebnisse des Projekts mit IRES vor.

Die Firmen Aker Solutions und Sulzer Chemtech kooperieren mit BSE in dem vorgelagerten Prozessschritt der CO2-Abscheidung bzw. der nachgelagerten Aufreinigung zum internationalen Methanolstandard (IMPCA) mit einer Reinheit von 99,85 Vol.-%.

 

 

Über bse Engineering

Getreu dem Motto „Lösungen, statt Bauten“ setzt BSE darauf, durch individuell abgestimmte organisatorische, logistische, ökonomische, normative und – eben nicht nur – bauliche Maßnahmen, den Nutzen für seine Kunden zu maximieren. Wir streben eine langfristige Partnerschaft als Betriebsplaner mit unseren Kunden an. Und durch Kooperationen mit Freiberuflern und vor allem Partnerunternehmen können wir unsere Kompetenz und Kapazität flexibel und effizient an die Bedürfnisse unserer Kunden anpassen. Schwerpunktmäßig werden Anlagen im Bereich ressourcenschonender, regenerativer und biogener Energieerzeugung erforscht, entwickelt und umgesetzt.

Über IRES

Das Institut für Regenerative EnergieSysteme strukturiert das gemeinsame Engagement in angewandter Forschung und praxisnaher Lehre auf dem Gebiet der Nutzung erneuerbarer Energiequellen und der Wasserstofftechnologie an der Hochschule Stralsund. Die Zielrichtung der wissenschaftlichen Arbeit des Instituts ist die interdisziplinäre Forschung, die Lehre, die Aus- und Weiterbildung sowie der Technologietransfer auf dem Gebiet moderner Energiesysteme mit den Schwerpunkten: Nutzung regenerativer und alternativer Energien, Energiewandlung, -speicherung und -einsatz, Modellierung und Automatisierung zugehöriger Prozesse sowie wirtschaftliche und Umweltaspekte derartiger Energiesysteme.

Source: bse-Engineering, Pressemitteilung, 2020-06-08.

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