Mit neuem Verfahren Methanol auf erneuerbare Weise produzieren
Methanol (auch Methylalkohol) ist eine der am häufigsten in der Industrie verwendeten Chemikalien und wird für zahllose Produktionsanwendungen gebraucht. Außerdem ist Methanol ein sauberer Brennstoff, der oft als Zusatz für konventionelle fossile Brennstoffe oder als kompletter Ersatz für einige dieser Brennstoffe dient. Bei der Erzeugung von Methanol kommen jedoch fossile Rohstoffe und Energiequellen zum Einsatz, sodass bei der Produktion erhebliche Mengen an Treibhausgasen freigesetzt werden. Für diese Emissionen gelten ehrgeizige EU-Verordnungen. Damit diese eingehalten werden, muss die Industrie auf die Fertigung mittels erneuerbarer Rohstoffe und Energien umstellen. Das EU-finanzierte Projekt Circlenergy hat nun einen Prozess zur Erzeugung von Methanol aus erneuerbaren Materialien und mithilfe erneuerbarer Energiequellen entwickelt. Bei Circlenergy handelt es sich um die Fortsetzung eines früheren EU-finanzierten Projekts gleichen Namens im Rahmen der Phase 2 des KMU-Instruments. Das neue Projekt verfeinerte das vom vorhergehenden Team entwickelte Verfahren. Es vergrößerte seinen Maßstab, steigerte seine Flexibilität und bereitete außerdem seine Vermarktung vor.
Abgeschiedenes CO2 plus Wasserstoff
Der eigens von Circlenergy entwickelte Prozess trägt die Bezeichnung „Emissions-to-Liquids“. „Der Prozess benötigt von Verbrennungsquellen abgeschiedenes CO2 und außerdem durch Wasserspaltung per Elektrolyse erzeugten Wasserstoff als Rohstoffe“, erklärt Ómar Sigurbjörnsson, Direktor für Vertrieb und Marketing bei Carbon Recycling International. „Diese Gase werden kombiniert, komprimiert und bei hoher Temperatur und hohem Druck mit einem Katalysator in Kontakt gebracht, damit sich eine flüssige Mischung aus Methanol und Wasser bildet. Das Wasser wird dann durch Destillation unter Wärmeeinwirkung extrahiert, wobei das Endprodukt übrig bleibt: reines Methanol.“ Das Wasser kann zu anderen Zwecken wiederverwendet werden. Das auf diese Weise hergestellte Methanol (sogenanntes E-Methanol) ist mit normalem Methanol chemisch identisch und kann für dieselben Zwecke benutzt werden. Beim Circlenergy-Verfahren wird jedoch als Abgas anfallendes CO2 verwendet, das ansonsten in die Atmosphäre gelangen würde.
Ökostrom im Einsatz
Das Verfahren verbraucht 10 bis 11 MWh Strom pro Tonne erzeugtem Methanol. Es deckt diesen Bedarf mit Strom, der auf verschiedene Arten aus erneuerbaren Energiequellen erzeugt wird, wozu auch Sonnen- und Windenergie zählen. Diese Quellen sind thermisch effizienter als Kohle, und außerdem verkleinert ihr Einsatz den CO2-Fußabdruck von E-Methanol noch weiter. 2019 zu Projektbeginn wies das Verfahren den Technologie-Reifegrad 7 auf, wobei ein Prototyp des Systems in einer Betriebsumgebung im Einsatz demonstriert worden war. Im Lauf des Projekts hat das Forschungsteam die Technologie bis zum Technologie-Reifegrad 8 weiterentwickelt, was bedeutet, dass das System vollständig qualifiziert und funktionstüchtig ist. Nun ist die Gruppe dazu bereit, die letzte Stufe zu meistern. Das Circlenergy-Team plant den Bau einer vollmaßstäblichen Industrieanlage in Norwegen, deren Bau 2022 beginnen soll. Sie wird die weltweit größte Anlage für synthetische Brennstoffe sein, in der erneuerbare Energien und als Abfallprodukt anfallende CO2-Emissionen genutzt werden. „Die Anlage wird jährlich etwa 150 000 Tonnen CO2 abscheiden“, fügt Sigurbjörnsson hinzu, „was der Stilllegung von 56 000 mit fossilen Brennstoffen fahrenden Fahrzeugen entspricht.“ Die Anlage wird außerdem jährlich 100 000 Tonnen E-Methanol sowie ihren eigenen Wasserstoff mittels Strom aus erneuerbaren Energiequellen erzeugen. Da zwei weitere Anlagen für China geplant sind, geht das Team davon aus, dass die entwickelte Technologie bis 2024 insgesamt 500 000 Tonnen Methanol pro Jahr aus recycelten CO2-Emissionen erzeugen kann. Methanol wird mit den neuen Anlagen auf eine nachhaltige Weise produziert, und zwar mithilfe von als Abfall anfallendem CO2, das andernfalls in die Atmosphäre gelangen würde. Im Endeffekt lassen sich auf diese Weise die Treibhausgasemissionen erheblich reduzieren.
Schlüsselbegriffe
Circlenergy, Methanol, Brennstoff, Kraftstoff, E-Methanol, Kohlenstoff, Kohlendioxid, Herstellung, als Abfall anfallendes CO2, erneuerbare Materialien, Emissions-to-Liquids
