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02.02.2015 | Automobil + Motoren | Nachricht | Online-Artikel

Kohlekraftwerk liefert Kohlendioxid für Methanolproduktion

verfasst von: Christiane Brünglinghaus

3 Min. Lesedauer

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Aus Kohlendioxid wird Kraftstoff: Ein Konsortium mit dem Energieanlagenbauer Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe als Systemintegrator errichtet eine Anlage, in der Kohlendioxid aus einem Kohlekraftwerk und Wasserstoff in Methanol umgewandelt wird.

"Methanol kann Benzin und Diesel einfach beigemischt werden oder auch über Standardprozesse in verschiedene Treibstoffe weiterverarbeitet werden", erklärt Rainer Kiechl, Vorsitzender Geschäftsführung bei Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe (MHPSE). "Es ist auch ein sehr gefragter Rohstoff zur Weiterverarbeitung in der chemischen Industrie." Zudem erlaube die Technologie die Speicherung von Wind- oder Solarstrom in großem Maßstab, erläutert Kiechl.

Der Wasserstoff stammt aus einer Elektrolyse, in dem Wasser in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt wird. Der Stromüberschuss aus alternativen Formen der Erzeugung könnte die Energie für die Elektrolyse liefern. Dann entsteht mithilfe des Kohlenstoffrecyclings ein Speicher- und Wertschöpfungspotenzial für den Strom aus Sonne und Wind.

Das jetzt angelaufene Projekt, das am Kraftwerksstandort Lünen der Firma Steag entstehen wird, ist eine internationale Kooperation mehrerer Firmen und Forschungsinstitutionen. Das Projektvolumen beträgt rund 11 Millionen Euro und wird von der Europäischen Union im Rahmen des Forschungsprogrammes "Horizon2020" mit über 80 Prozent gefördert.

In der Demonstrationsanlage wird Kohlendioxid mit einem Megawatt Strom zu einer Tonne Treibstoff am Tag umgewandelt. Die Gesamtanlage besteht aus mehreren Komponenten, die von Partnern geplant und errichtet werden. Die Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe sorgt als Systemintegrator dafür, dass die einzelnen Komponenten reibungslos zusammenarbeiten und flexibel betrieben werden können.

Die belgische Firma Hydrogenics liefert die Elektrolyseanlage, das Unternehmen Carbon Recycling International (CRI, Island) die Methanolanlage. Maßgeblich beteiligt ist auch die Universität Duisburg-Essen beziehungsweise deren Kohlendioxid-Wäsche am Kraftwerksstandort. Die Technologien von Hydrogenics und CRI sind bereits im kommerziellen Einsatz, jedoch nicht in der Konstellation wie nun in Lünen geplant. Weitere Partner sind die Universität von Genua, die Cardiff University, das slowakische Catalysis Institute und das spanische Unternehmen I-deals. Der erste Spatenstich für die Demonstrationsanlage ist für 2016 geplant. Betriebsbeginn ist im Laufe des Jahres 2017.

Die Funktionsweise der Anlage in Kürze

  • Das bei der Kohleverstromung entstehende Kohlendioxid wird in einer speziellen Anlage - einer "nachgeschalteten Rauchgaswäsche" (Post-Combustion-Capture, PCC) - aus dem Rauchgas abgeschieden. Eine Elektrolyseanlage zerlegt Wasser mit Hilfe von Strom in Wasserstoff und Sauerstoff. Kohlendioxid und Wasserstoff werden schließlich in einer Methanol-Anlage in handelsübliches Methanol (CH3OH) umgewandelt.
  • Die 1 MWel-Anlage im Kraftwerk Lünen ist für die Produktion von rund einer Tonne Methanol täglich ausgelegt. Dabei werden 1,4 Tonnen CO2 genutzt, die ansonsten in die Atmosphäre gelangen. Die direkte Methanol-Synthese sei zwar ein erprobtes Verfahren, sie wurde bislang jedoch nicht in Kombination mit einem Großkraftwerk und im lastflexiblen Betrieb eingesetzt, erläutert MHPSE. Das System soll sich problemlos nach oben skalieren lassen. Anlagen bis 200 MW Leistung könnten zeitnah umgesetzt und wirtschaftlich betrieben werden. Eine solche Großanlage würde jährlich bis zu 180.000 Tonnen Methanol produzieren und damit bis zu 260.000 Tonnen CO2-Emissionen vermeiden.
  • Neben Großkraftwerken sind auch andere Industrien mit hohen CO2-Emissionen für die Methanol-Synthese geeignet: Stahlwerke, Chemieanlagen, Raffinerien oder Zementfabriken. Neben der Verringerung der CO2-Emissionen bietet das "MefCO2" (Methanol fuel from CO2)-Projekt noch weitere Vorteile. Eine solche Anlage könnte auch überschüssigen Strom aus erneuerbaren Energien aufnehmen und damit helfen, das Netz zu stabilisieren. Außerdem sei das Verfahren bereits heute wettbewerbsfähig und nicht auf Subventionen angewiesen.
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