Projektthemen

Um das Ziel der mindestens 80%igen CO2-Emissions-Reduktion in Deutschland bis 2050 zu erreichen, ist die Substitution konventioneller, erdölbasierter Kraftstoffe durch synthetische Kraftstoffe, die aus sekundären Kohlenstoffquellen hergestellt werden, dringend erforderlich. Dies ermöglicht die Schließung des Kohlenstoffkreislaufs und die Weiternutzung der bestehenden Infrastruktur bei gleichzeitig nahezu ruß- und emissionsfreier Verbrennung.

Für die Herstellung der synthetischen Kraftstoffe gibt es vielfältige Möglichkeiten. Die unten gezeigte Grafik gibt einen Überblick über die im Projekt untersuchten Prozessketten. Hauptziel dabei sind die Erprobung und Weiterentwicklung ausgewählter Herstellungsverfahren, die skalierbar und marktfähig sowie aus technischer, wirtschaftlicher und ökologischer Sicht vorteilhaft sind. Dabei werden CO2 und H2 sowie Synthesegas aus Abfällen oder biogenen Reststoffen als Edukte in Betracht gezogen.

Darstellung Prozessketten zur Herstellung synthetischer Kraftstoffe

 

Bildbeschreibung

Die Grafik dient der detaillierten Darstellung möglicher Prozessketten zur Herstellung alternativer Kraftstoffe. Mögliche Ausgangsstoffe sind Abfall und Biomasse, die über Vergasung und CO-Shift zu Rohmethanol verarbeitet werden können, aus dem dann Benzin entsteht.

Weiterhin gibt es verschiedene Quellen für die klimaneutrale Bereitstellung von H2 und CO2. Wasserstoff kann über Elektrolyse aus Wasser, über Methanpyrolyse aus Bio-Methan oder über eine Dampfreformierung und CO-Shift aus Biogas gewonnen werden. Kohlenstoffdioxid wird aus der Atmosphäre, Biogas oder einem Industrieprozess abgetrennt. Nach der Reinigung kann es, wie der Wasserstoff, bei Bedarf komprimiert und zwischengespeichert werden.

Für die CO2/ H2-Direktkonversion zur Herstellung der Flüssigkraftstoffe sind vier Prozessrouten mit unterschiedlichen Zielprodukten zu untersuchen:

  1. CO2/H2-Direktkonversion zu Methanol, Aufbereitung zu Reinmethanol, Benzinsynthese
  2. CO2/H2-Direktkonversion zu leichten Olefinen oder Methanol-to-Olefins (MTO), Olefin-Oligomerisierung zu Benzin, Diesel und Kerosin
  3. Fischer-Tropsch-Synthese zu Benzin, Diesel und Kerosin
  4. Biogas (CH4, CO2) mit H2 zu Biomethan (Bio-Synthetic Natural Gas)

Zudem ist die Erprobung einzelner Prozessschritte und CO2-toleranter Katalysatoren in einer Demonstrationsanlage geplant. Neben der Untersuchung verschiedener Ausgangsstoffe betrachtet das Projekt InnoSynfuels außerdem die Herstellung unterschiedlicher Kraftstoffe (Benzin, Diesel, Kerosin) als Zielprodukte, um die vielfältigen Marktbedürfnisse erfüllen zu können.

Konkret werden im Projekt InnoSynfuels folgende Arbeitspakete bearbeitet:

  1. Kompetenzaufbau des Kernteams, Koordination und Öffentlichkeitsarbeit
  2. Modellierung, Optimierung und Bewertung von Prozessketten
  3. Konzeptentwicklung, Engineering und Errichtung der neuen Demonstrationsanlage
  4. Verfahrenserprobung und Auswertung
  5. Konzeption einer kommerziellen Anlage