NEUIGKEITEN

aus der Branche!

Forschung

TotalEnergies, Sunfire und Fraunhofer geben den Startschuss für „grünes“ Methanol in Leuna

Die TotalEnergies in Deutschland hat gemeinsam mit der Sunfire GmbH, Dresden, dem CBP Fraunhofer-Zentrum für Chemisch-Biotechnologische Prozesse, Leuna, und dem IMWS Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen, Halle, das „e-CO2Met-Projekt“ im Hydrogen Lab Leuna gestartet. Dort kann Methanol aus kohlenstoffarm produziertem Wasserstoff und abgetrenntem Kohlendioxid hergestellt werden. Dies ist ein wichtiger Ansatz zur Reduzierung klimaschädlicher Treibhausgasemissionen. Mit dem Anspruch, klimaneutrales Methanol vor Ort zu produzieren, werden in diesem Demonstrationsprojekt die verschiedenen dafür notwendigen Bausteine, wie zum Beispiel die Nutzung erneuerbarer Energien, integriert.

Die TotalEnergies produziert aktuell in ihrer Raffinerie in Leuna rund 700.000 t Methanol pro Jahr auf Basis fossiler Rohstoffe und ist damit der größte Methanolproduzent in Europa. Das Projekt e-CO2Met ist daher ein wichtiger Schritt in Richtung Klimaneutralität. Es zielt darauf ab, das Zusammenspiel von drei innovativen Prozessen zu testen – die Nutzung von CO2 aus der Raffinerie, die Verwendung von „grünem“ Wasserstoff, der durch Hochtemperatur-Elektrolyse erzeugt wird, und die anschließende Methanolsynthese auf der Skalierungsplattform Hy2Chem.

Nach Informationen von Marie-Noelle Semeria, Technologievorständin der TotalEnergies, entwickelt das F&E-Programm des Unternehmen zur CO2-Abscheidung und -Speicherung Ansätze für die wirtschaftlich sinnvolle Wiederverwendung von CO2, die im Einklang mit den Klimaambitionen des Unternehmens stehen. „e-CO2Met“ ist das erste Pilotprojekt der TotalEnergies zur Umwandlung von CO2 mit erneuerbarer elektrischer Energie in Methanol.

Während dieses Methanol selbst bereits als E-Fuel betrachtet werden kann, kann es vor allem als Ausgangsstoff für eine weitere Veredelung zu Produkten wie nachhaltigen Flugzeugtreibstoffen genutzt werden.

Mit der innovativen Herstellung von synthetischem Methanol können Erdöl und Erdgas in der chemischen Industrie ersetzt und die benötigten Rohstoffe klimaneutral produziert werden.

Für Thomas Behrends, Geschäftsführer der TotalEnergies Raffinerie Mitteldeutschland, leistet das Unternehmen damit einen Beitrag zur Dekarbonisierung der Grundstoffchemie.

Hocheffiziente Elektrolyse zur Wasserstofferzeugung aus erneuerbaren Energien

Ein Kernstück von „e-CO2Met“ ist der 1-MW-Hochtemperatur-Elektrolyseur des Herstellers Sunfire. Der Wirkungsgrad der Anlage zur Erzeugung von „grünem“ Wasserstoff aus erneuerbarem Strom und Wasserdampf ist mit über 80 % weitaus höher als der von konventionellen Elektrolyseuren. Dadurch benötigt die Anlage deutlich weniger Strom, um ein Kilogramm Wasserstoff zu erzeugen.

Die innovative Elektrolyse-Technologie des Unternehmens ist aus Sicht von Nils Aldag, Geschäftsführer der Sunfire, der Schlüssel zur Dekarbonisierung aller Industriesektoren, die heute noch von fossilen Brennstoffen abhängig sind. Besonders in der Raffinerie- und Chemieindustrie braucht es „saubere“ und nachhaltige Lösungen, um die ambitionierten Klimaziele der EU zu erreichen.

„Grünes“ Methanol aus regenerativem Wasserstoff und Abgas-CO2

Im nächsten Schritt werden der durch Elektrolyse gewonnene „grüne“ Wasserstoff und hochkonzentriertes CO2 aus den Produktionsprozessen der Raffinerie zu „grünem“ Methanol umgesetzt. Dazu planen das Fraunhofer CBP und die TotalEnergies eine Pilotanlage, die im neuen Fraunhofer Hydrogen Lab im Chemiepark Leuna aufgebaut wird. Die Pilotanlage ist das erste Projekt der vom Land Sachsen-Anhalt über EFRE-Mittel geförderten Skalierungsplattform Hy2Chem. Mit der Hy2Chem-Plattform kann nach Aussage von Gruppenleiterin Dr. Ulrike Junghans, die das Projekt am CBP koordiniert, die Nutzung des regenerativ erzeugten Wasserstoffs zur Herstellung von Basischemikalien und Kraftstoffen in nachhaltigen Syntheseprozessen erstmals im großen Maßstab erprobt werden – auch unter den Bedingungen eines fluktuierend anfallenden Wasserstoffstroms.

Eine Grundvoraussetzung für die industrielle Umsetzung derartiger Prozesse ist die Weiterentwicklung von Elektrolyseuren und Syntheseverfahren. Dafür bietet das Fraunhofer IMWS mit dem Hydrogen Lab Leuna eine einzigartige Testinfrastruktur im industriellen Maßstab sowie umfangreiche wissenschaftliche Begleitung. Das Hydrogen Lab simuliert unterschiedliche Lastprofile der Einspeisung von erneuerbaren Energien, bildet die Fluktuation im Tageslauf und zu unterschiedlichen Jahreszeiten ab und liefert damit wichtige Erkenntnisse zur Auslegung und zur Kostenschätzung der Systeme.

Nach Mitteilung von Dr. Moritz Kühnel, der die Forschungsaktivitäten zur Elektrolyse am Fraunhofer IMWS koordiniert, werden mit dem Hydrogen Lab Leuna die deutschlandweit ersten System-Teststände, die vollständig in ein Infrastrukturnetz der Chemieindustrie integriert sind und damit Projekte im Bereich der Power-to-X-Prozesse ermöglichen, betrieben. So können technologieoffen industrielle Elektrolyseure im Realbetrieb getestet werden, gemeinsam mit der Industrie weiterentwickelt und gleichzeitig wertvolle Erfahrungen zur Wasserstoff-Einspeisung in das Pipelinesystem des Kooperationspartners Linde gesammelt werden – und das bis zunächst 5 MW.

Der Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft ist ein wichtiger Baustein auf dem Weg zum Erreichen der Klimaneutralität in Deutschland und Europa. Vor allem in Verbindung mit der Nutzung des Wasserstoffs als Chemierohstoff bieten sich außerdem erhebliche Potenziale für die Gestaltung des Strukturwandels. Gerade am Industrie- und Chemiestandort Leuna kann auf Basis langjähriger Erfahrung, vorhandener Infrastruktur und des Zusammenspiels zwischen innovativen Unternehmen und Forschungsinstituten eine Drehscheibe für „grünen“ Wasserstoff und seine Folgeprodukte entstehen.