2019 wurde am KIT eine vollintegrierte Anlage zur Produktion von "Sprit aus Luft und grünem Strom" in Betrieb genommen. Nun soll bald eine Power-to-Liquid-Anlage von Ineratec in Serie gehen.
Containeranlage im Energy Lab 2.0 des KIT produziert bis zu 200 l E-Fuels am Tag.
Amadeus Bramsiepe / KIT
Auf dem Gelände des Energy Lab 2.0 am Campus Nord des Karlsruher Instituts für Technologie produziert eine Power-to-Liquid Anlage von Ineratec aus Kohlendioxid (CO2) und erneuerbarem Wasserstoff (H2) ein synthetisches Kraftstoffgemisch. Das "SynCrude" kann zu synthetischem Kerosin, Diesel und Benzin weiterverarbeitet werden. "Das ist der letzte Ausbauschritt auf dem Weg zu einem industriellen Einsatz", sagt Professor Roland Dittmeyer vom Institut für Mikroverfahrenstechnik des KIT.
Die Anlage stellt die langkettigen Kohlenwasserstoffe des SynCrudes mittels Fischer-Tropsch-Synthese (FT-Synthese) aus Synthesegas her, das hauptsächlich aus Kohlenstoffmonoxid (CO) und H2 besteht. Es wird in dem anderen der FT-Synthese vorgeschalteten Reaktor durch die rückwärtige Wassergas-Shift-Reaktion (RWGS) erzeugt. Der RWGS-Reaktor ist aus mikrostrukturierten Platten aufgebaut, die einen flexiblen Betrieb der Anlage ermöglichen und für mehr Leistungsfähigkeit sorgen. Die Anlage kann bis zu 200 l Kraftstoff pro Tag erzeugen. Über weitere Skalierung, Standardisierung und Vervielfältigung will das Unternehmen die Power-to-X-Technologie nun schnell und kostengünstig in eine Serienproduktion überführen.
Erste P-to-L-Anlage 2019 errichtet
Die Forschungspartner Climeworks, Ineratec, Sunfire und KIT des Kopernikus-Projektes P2X haben bereits 2019 auf dem Gelände des KIT eine Power-to-Liquid-Versuchsanlage installiert und Kraftstoffe aus Kohlendioxid, Wasser und Ökostrom hergestellt. In einem zyklischen Prozess gewinnt die Anlage über ein speziell behandeltes Filtermaterial Kohlendioxidmoleküle aus der Umgebungsluft, unter Vakuum und einer Temperatur von 95 °C löst sich das anhaftende Kohlendioxid wieder von der Oberfläche und kann abgepumpt werden.
Mit der sogenannten Co-Elektrolyse werden in einem einzigen Prozessschritt durch die gleichzeitige elektrolytische Spaltung von Kohlenstoffdioxid und Wasserdampf Wasserstoff und Kohlenstoffmonoxid produziert. Im industriellen Maßstab können damit 80 % des eingesetzten Ökostroms chemisch im Synthesegas Kohlenstoffmonoxid gebunden werden.
Synthese nach Fischer-Tropsch-Verfahren
Aus dem Synthesegas werden in einem mikrostrukturierten Reaktor nach dem Fischer-Tropsch-Verfahren langkettige Kohlenwasserstoffmoleküle gebildet. Beim anschließenden Hydrocracken werden diese in Gegenwart eines Platin-Zeolith-Katalysators teilweise aufgespalten und zu Kraftstoffen wie Benzin, Kerosin und Diesel verwandelt. Die dezentrale, containerbasierte Versuchsanlage kann etwa zehn Liter Kraftstoff pro Tag produzieren.