Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT
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Nachhaltige Methanolproduktion

Methanolproduktion
© Fraunhofer UMSICHT/Mindpeppers
Von der Hütte in den Tank – das Teilprojekt L2 konzeptioniert und erprobt mit Unterstützung von Fraunhofer UMSICHT die nachhaltige Herstellung von Methanol aus Hüttengasen. Das Methanol kann u. a. im Kraftstoffbereich genutzt werden.

Methanol ist eine der meisthergestellten organischen Chemikalien. Um es wirtschaftlich aus Hüttengas herstellen zu können, muss der konventionelle Katalysator auf den Prüfstand. Auch das gängige Verfahren bedarf einer Anpassung. Nach erfolgreichen Tests in Labor und Technikum steht neben der wirtschaftlichen auch die ökologische Bewertung an.

 

Gelingt es, Hüttengas als Synthesegasquelle zu erschließen, wird Methanol zugänglich, das einen deutlich geringeren Carbon Footprint aufweist als die fossil basierte Herstellungsvariante.

 

Aufgaben

Methanol wird aus Synthesegas hergestellt, das sich aus Wasserstoff, Kohlenmonoxid (CO) und Kohlendioxid (CO2) zusammensetzt und momentan aus fossilen Rohstoffen wie Kohle, Erdöl oder Erdgas gewonnen wird. Hüttengas enthält neben den vorgenannten Komponenten Stickstoff und Methan. Gelingt es, Hüttengas als Synthesegasquelle zu erschließen, wird Methanol zugänglich, das einen deutlich geringeren Carbon Footprint aufweist als die fossil basierte Herstellungsvariante. Um Hüttengas als Synthesegas bereitstellen zu können, das für die Herstellung chemischer Produkte geeignet ist, müssen im Rahmen von Carbon2Chem® neue Anforderungen an dessen Zusammensetzung, Reinheit und zeitliche Verfügbarkeit definiert werden. Weiterhin ist zu prüfen, ob verfügbare Katalysatoren unter den gegebenen Bedingungen eine ausreichende Wirkungsweise bzw. unter Berücksichtigung einer akzeptablen Investition in die vorgeschaltete Gasreinigung wirtschaftliche Standzeiten aufweisen.

Ziele

Die Entwicklung wirtschaftlich nutzbarer Technologien sowie deren ökologische Bewertung stehen im Fokus des Teilprojektes. Auf Basis der Ergebnisse zur Umsetzung von Synthesegasen mit hohen CO2-Gehalten unter Einbeziehung von regenerativem Wasserstoff, auch im intermittierenden Betriebsmodus, wird bewertet, inwieweit sich die CO2-basierte Methanolsynthese prinzipiell für die Energiespeicherung eignet. In der Verfahrensentwicklung werden der Gesamtprozess der Methanolherstellung betrachtet und der Energiebedarf sowie die Betriebs-und Investitionskosten ermittelt. Weiterhin wird die Zusammensetzung des Synthesegases optimiert, die Einbindung erneuerbarer Energien geprüft und ein wirtschaftlicher Vergleich mit der konventionellen Methanolherstellung vorgenommen. Die Nachhaltigkeitsbewertung erfolgt in Form eines Life-Cycle-Assessments. Final wird ein wirtschaftliches Optimum für die gesamte Verfahrenskette identifiziert sein. Die Produktion von Methanol mit Synthesegas aus Hüttengasen ersetzt die fossilen Rohstoffe und reduziert deutlich den Carbon Footprint.