Leuna 100: Kontinuierliche Produktion von eMethanol mittels homogen katalysierter Synthesegasumsetzung

Auf einen Blick

• Die Dekarbonisierung des Verkehrssektors ist allein mit Batterie-Lösungen technisch nicht möglich.
• Alternative grüne Kraftstoffe für Schwerlasttransporte, Schifffahrt und Flugverkehr, zum Beispiel eMethanol, können bislang nicht in ausreichenden Mengen zu wirtschaftlichen Bedingungen produziert werden.
• Das Projekt Leuna 100 baut eine eMethanol-Prozesskette auf, die innovative Technologien koppelt und deren Langzeit- sowie lastflexiblen Betrieb unter zeitlicher Variabilität der Rohstoffverfügbarkeit und -güte demonstriert.
• Das Fraunhofer IWES stellt unter anderem am Hydrogen Lab Leuna die technische Infrastruktur zur Verfügung, verantwortet die Anbindung der Rohstoffquellen und evaluiert die Lastflexibilität der einzelnen Komponenten.

Herausforderung

Die Reduktion von CO2-Emissionen ist unerlässlich, um die Klimaziele des Pariser Abkommen zu erreichen. Gesetzliche Vorgaben der EU und der Bundesregierung schreiben daher auch für den Verkehrssektor verbindliche Reduktionsziele fest. Anders als bei leichten Fahrzeugen, die mit Batterien angetrieben werden können, ist diese Lösung aber für Schwerlastverkehr, Flugzeuge oder Schiffe auf absehbare Zeit nicht technisch umsetzbar. Klimaneutrale Kraftstoffe, wie aus grünem Wasserstoff und CO2 produziertes Methanol, sind eine alternative Lösung. Noch allerdings ist eMethanol nicht skalierbar und ökonomisch zu produzieren, da die gesamte Prozesstechnologie noch nicht bereit für einen Markthochlauf ist.

Lösung

Im Projekt Leuna 100 entwickeln die Projektpartner eine gekoppelte Prozesskette, die innovative Einzeltechnologien miteinander verknüpft, um so eMethanol aus CO2 und H2 auch in großem Stil wirtschaftlich produzieren zu können. Die Innovationen betreffen alle Schritte der Prozesskette, von der Rohstoffaufbereitung über die Synthesegasherstellung bis zur Methanolherstellung. So kommt ein neues homogen katalysiertes Verfahren zur Umwandlung von Synthesegas (Kohlenmonoxid CO + H2) in Methanol ebenso zum Einsatz wie der Prototyp einer neuartigen Niedertemperatur-CO-Elektrolyse.

Das Fraunhofer IWES entwickelt am Hydrogen Lab Leuna die Anbindung der beiden Rohstoffquellen Wasserstoff und CO2 sowie weitere Infrastruktur auf der institutseigenen Versuchsfläche. Zudem evaluiert das Fraunhofer IWES die Lastflexibilität der einzelnen Komponenten der Prozesskette und erstellt, in enger Zusammenarbeit mit den Projektpartnern, das damit verbundene, übergeordnete Regelungskonzept.

Mehrwert  

Entscheidend für einen schnellen Markthochlauf vieler Power-to-X-Technologien ist die Etablierung einer Gesamtprozesskette sowie die Übertragbarkeit der Prozesse auf ausreichend viele und große nachhaltige Rohstoffquellen. Leuna 100 fokussiert sich daher auf die Kopplung der Einzelprozesse und die Demonstration von Langzeit- sowie lastflexiblem Betrieb unter zeitlicher Variabilität der Rohstoffverfügbarkeit und -güte. Angesichts einer sich bereits abzeichnender steigender Nachfrage nach eMethanol vor allem von Reedereien liefert Leuna 100 einen zentralen Beitrag zur Dekarbonisierung des Verkehrssektors.