Skip to main content
Fachgebiete
Automobil + Motoren Bauwesen + Immobilien Business IT + Informatik Elektrotechnik + Elektronik Energie + Nachhaltigkeit Finance + Banking Management + Führung Marketing + Vertrieb Maschinenbau + Werkstoffe Versicherung + Risiko
DE
EN
Bücher
Zeitschriften
Themenseiten
Organisationspsychologie Projektmanagement Marketing Smart Manufacturing
Weitere Formate
Podcasts Webinare Technik Webinare Wirtschaft Kongresse Veranstaltungskalender Awards
Jetzt Einzelzugang starten
Zugang für Unternehmen
Referenzkunden
SLX-Digitalkonferenz: Zukunftswerkstatt 2024

Mehr Umsatz mit Top-Kontakten

Am 7. Mai erfahren Sie, wie Vertriebsteams Leadgenerierung, Leadnurturing und Leadstrategien effizient steuern können.
Erweiterte Suche
Anmelden
nach oben
Erschienen in:
Verkehrsemissionsgesetzgebungen in der Europäischen Union sowie in Industrienationen und Schwellenländern Kapitel lesen Erstes Kapitel lesen

2019 | OriginalPaper | Buchkapitel

Power-to-Methanol: Techno-Economical and Ecological Insights

verfasst von : Mohamed Ouda, Christoph Hank, Florian Nestler, Max Hadrich, Johannes Full, Achim Schaadt, Christopher Hebling

Erschienen in: Zukünftige Kraftstoffe

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

Methanol synthesis based on renewable electricity generation, sustainable hydrogen (H2) and recycled industrial carbon dioxide (CO2) represents an interesting solution to integrated renewable energy storage and platform chemical production. In this work the technological overview of the methanol synthesis from conventional feedstocks and based on CO2 is provided. The business case for this electricity based product under current market conditions (e.g. vs. conventional fossil methanol production cost) and the appropriate implementation scenarios to increase methanol attractiveness and adoption is highlighted. A complementary ecological evaluation of PtM process is provided and recommendations for this sustainable platform based on these understandings are highlighted.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Jetzt informieren

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Jetzt informieren
Vorheriges Kapitel Homogen katalysierte Synthese von Oxymethylenethern (OME) durch Aufnahme von molekularem Formaldehyd
Nächstes Kapitel Sunfire – Erneuerbare Moleküle aus CO2 und H2O zur Substitution von Erdöl und Erdgas
Fußnoten
1
Annex I of the EU Directive 2003/87/EC underlines that “under the EU ETS rules for any other transfer” than in the case of long-term geological storage “of CO2 out of the installation, no subtraction of CO2 from the installation’s emissions is allowed”.
 
Literatur
1.
Bertau M, Asinger F (2014) Methanol: the basic chemical and energy feedstock of the future Asinger’s vision today. Springer, HeidelbergCrossRef
2.
Schmidt WWP (ed) (2016) Power-to-liquids: potentials and perspectives for the future supply of renewable aviation fuel
3.
Klankermayer J, Wesselbaum S, Beydoun K, Leitner W (2016) Angew Chem 55(26):7296 (International ed. in English)CrossRef
4.
5.
Bergren M (2017) Methanol to energy – challenges and opportunities, Frankfurt
6.
7.
8.
9.
Rostrup-Nielsen JR, Sehested J, Nørskov JK (2002) Adv Catal 47:65
10.
Hu YH, Ruckenstein E (2004) Adv Catal 48:297
11.
12.
13.
Goehna H, Koenig P (1994) ChemTech 24(6):36
14.
Saito M, Takeuchi M, Watanabe T, Toyir J, Luo S, Wu J (1997) Energy Convers Manag 38:403–408CrossRef
15.
Pontzen F, Liebner W, Gronemann V, Rothaemel M, Ahlers B (2011) Catal Today 171(1):242CrossRef
16.
17.
Joo O-S, Jung K-D, Yonsoo J (2004) In Carbon dioxide utilization for global sustainability. In: Proceedings of the 7th international conference on carbon dioxide utilization. Elsevier, p 67
18.
19.
Ushikoshi K, Mori K, Kubota T, Watanabe T, Saito M (2000) Appl Organometal Chem 14(12):819CrossRef
20.
21.
Ladebeck J (1993) Hydrocarbon processing, (United States) 72(3)
22.
Saito M, Takeuchi M, Fujitani T, Toyir J, Luo S, Wu J, Mabuse H, Ushikoshi K, Mori K, Watanabe T (2000) Appl Organometal Chem 14(12):763CrossRef
23.
Zhang Y, Fei J, Yu Y, Zheng X (2006) Energy Convers Manag 47(18–19):3360CrossRef
24.
Schlögl R (2013) Chemical energy storage. De Gruyter, Berlin
25.
26.
27.
Wu J, Saito M, Takeuchi M, Watanabe T (2001) Appl Catal A Gen 218(1–2):235CrossRef
28.
Fichtl MB, Schlereth D, Jacobsen N, Kasatkin I, Schumann J, Behrens M, Schlögl R, Hinrichsen O (2015) Appl Catal A Gen 502:262CrossRef
29.
Arakawa H, Dubois J-L, Sayama K (1992) Energy Convers Manag 33(5–8):521CrossRef
30.
31.
32.
Goehna H, Koenig P (1994) Verfahren zur Erzeugung von Methanol(DE Patent 000004416425A1)
33.
Joo O-S, Jung K-D, Moon I, Rozovskii AY, Lin GI, Han S-H, Uhm S-J (1999) Ind Eng Chem Res 38(5):1808CrossRef
34.
Joo O-S (2000) In abstracts of papers of the American Chemical Society, p 394
35.
Ingolfsson O, Jonsson FR, Shulenberger A, Tran K-C (2007) Process for producing liquid fuel from carbon dioxide and water (WO Patent 002007108014A1)
36.
Nestler F, Krüger M, Full J, Hadrich MJ, White RJ, Schaadt A (2018) Chem Ing Tec 90(10):1409CrossRef
37.
38.
Wu J, Saito M, Takeuchi M, Watanabe T (2001) Appl Catal A 218(1–2):235CrossRef
39.
40.
41.
Nappi A, Fabbricino L, Hudgins RR, Silveston PL (1985) Can J Chem Eng 63(6):963CrossRef
42.
43.
44.
45.
Chinchen GC, Denny PJ, Jennings JR, Spencer MS, Waugh KC (1988) Appl Catal 36:1CrossRef
46.
47.
48.
49.
50.
51.
52.
53.
J. Ladebeck, J. P. Wagner and T. Matsuhisa in Natural Gas Conversion IV, Elsevier, 1997, p 73
54.
55.
56.
Balthasar W, Müller D, Wagner U (2016) Verfahren zur Synthese von Methanol (EP Patent 000003205622A1)
57.
Bertau M (Hrsg) (2014) Methanol: the basic chemical and energy feedstock of the future: Asinger’s vision today. Springer, Heidelberg
58.
Olah GA, Goeppert A, Prakash GKS (2009) Beyond oil and gas: the methanol economy. Wiley, ChichesterCrossRef
59.
60.
Dybkjær I, Christensen TS (2001) In natural gas conversion VI, p 435. Elsevier, Amsterdam
61.
62.
Liu X-M, Lu GQ, Yan Z-F, Beltramini J (2003) Ind Eng Chem Res 42(25):6518CrossRef
63.
Müller D, Ott J (2007) Verfahren und Anlage zur Herstellung von Methanol, Bei der Herstellung von Methanol aus einem Synthesegas wird das Kohlenstoffoxid und Wasserstoff enthaltende Synthesegas katalytisch zu Methanol umgesetzt und dann destillativ abgetrennt. Um den Gehalt an Trimethylamin (TMA) im Methanol zu reduzieren, wird das Methanol durch einen Ionenaustauscher geführt. (DE Patent 102007030440A1)
64.
Zurbel A, Kraft M, Kavurucu-Schubert S, Bertau M (2018) Chem Ing Tec 90(5):721CrossRef
65.
66.
Schittkowski J, Ruland H, Laudenschleger D, Girod K, Kähler K, Kaluza S, Muhler M, Schlögl R (2018) Chem Ing Tec 115(1–4):2
67.
Alvarado M (2016) Global Methanol Outlook 2016: February 2016
68.
Olah GA, Goeppert A, Prakash GKS (2009) Beyond oil and gas: the methanol economy. Wiley-VCH, WeinheimCrossRef
69.
Baliban RC, Elia JA, Weekman V, Floudas CA (2012) Comput Chem Eng 47:29CrossRef
70.
71.
European Automobile Manufacturers Association (ACEA) (2015) Methanol as a gasoline blending component. ACEA Position Paper
72.
Methanol Institute. Methanol Use In Gasoline: Blending, Storage and Handling of Gasoline Containing Methanol, Methanol Blending Technical Product Bulletin, Singapore, Washington
73.
Bragadeshwaran A, Kasianantham N, Ballusamy S, Tarun KR, Dharmaraj AP, Kaisan MU (2018) Environ Sci Pollut Res Int 25(33):33573CrossRef
74.
Ouda M, Yarce G, White RJ, Hadrich MJ, Himmel D, Schaadt A, Klein H, Jacob E, Krossing I (2017) React Chem Eng 2(1):50CrossRef
75.
Ouda M, Mantei F, Hesterwerth K, Bargiacchi E, Klein H, White RJ (2018) React Chem Eng 129(37):11164
76.
Ouda M, Mantei FK, Elmehlawy M, White RJ, Klein H, Fateen S-EK (2018) React Chem Eng 3(3):277CrossRef
77.
International Maritime Organization (IMO) and DNV GL. Methanol as marine fuel: Environmental benefits, technology readiness, and economic feasibility: Use of methanol as fuel, 2016
78.
79.
80.
81.
82.
83.
Streeck J, Hank C, Neuner M, Gil-Carrera L, Kokko M, Pauliuk S, Schaadt A, Kerzenmacher S, White RJ (2018) Green Chem 20(12):2742CrossRef
84.
85.
86.
87.
88.
89.
Hank C, Gelpke S, Schnabl A, White RJ, Full J, Wiebe N, Smolinka T, Schaadt A, Henning H-M, Hebling C (2018) Sustain Energy Fuels 2(6):1244CrossRef
90.
Assen Nvd, Muller LJ, Steingrube A, Voll P, Bardow A (2016) Environ Sci Technol 50(3):1093CrossRef
91.
Fischedick M, Görner K (Hrsg) (2015) CO2: separation, storage, usage: holistic view in ther ange of energy economy and industry. Springer, Heidelberg
92.
Keith DW, Ha-Duong M, Stolaroff JK (2005) Clim Change 74(1–3):17
93.
Goehna H, Koenig P (1994) Chemtech (Chemical technoloy) 36
94.
Pérez-Fortes M, Schöneberger JC, Boulamanti A, Tzimas E (2016) Appl Energy 161:718CrossRef
95.
Rihko-Struckmann LK, Peschel A, Hanke-Rauschenbach R, Sundmacher K (2010) Ind Eng Chem Res 49(21):11073CrossRef
96.
Stefansson B (2015) Power and CO2 emissions to methanol, Brüssel
97.
Kost C, Mayer J, Thomsen J, Hartmann N, Senkpiel C, Philipps S, Nold S, Lude S, Schlegl T (2013) Stromgestehungskosten Erneuerbare Energien, Freiburg
98.
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie BMWi (2014) Gesetz für den Ausbau erneuerbarer Energien: Erneuerbare-Energien-Gesetz – EEG 2014
99.
Baerns M (2013) Technische Chemie. Wiley-VCH, Weinheim
100.
101.
Atsonios K, Panopoulos KD, Kakaras E (2016) Int J Hydrogen Energy 41(4):2202CrossRef
102.
103.
104.
105.
SCOT Project ed (2015) EU ETS to incentivise CO2 Utilisation
106.
SETIS (2016) Carbon capture utilisation and storage, Brüssel
107.
Duncan I (ed) (2016) Draft Report on the proposal for a directive of the European Parliament and of the Council amending Directive 2003/87/EC to enhance cost-effective emission reductions and low-carbon investments, European Parliament
108.
Altenschmidt S (2017) Recognition of climate protection measures: success at ECJ for the Lime Industry with Luther
109.
Fischedick M, Görner K (Hrsg) (2015) CO2: Abtrennung, Speicherung, Nutzung: Ganzheitliche Bewertung im Bereich von Energiewirtschaft und Industrie. Springer, Heidelberg
110.
Hendriks , Graus W (2004) Global carbon dioxide storage potential and costs, Utrecht
111.
Humphreys KK (2004) Project and cost engineers handbook. Marcel Dekker, New YorkCrossRef
112.
Smolinka T, Günther M, Garche J (2011) Stand und Entwicklungspotenzial der Wasserelektrolyse zur Herstellung von Wasserstoff aus regenerativen Energien: NOW-Studie
113.
vad Mathiesen B, Ridjan I, Connolly D, Nielsen MP, Hendriksen PV, Mogensen MB, Jensen SH, Ebbesen SD (2013) Technology data for high temperature solid oxide electrolyser cells, alkali and PEM electrolysers
114.
Smolinka T (2015) Cost break down and analysis of PEM electrolysis systems for different industrial and Power to Gas applications, Stuttgart, Germany
115.
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Ludwig-Bölkow Systemtechnik, Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE and KBB Underground Technologies, Studie über die Planung einer Demonstrationsanlage zur Wasserstoff-Kraftstoffgewinnung durch Elektrolyse mit Zwischenspeicherung in Salzkavernen unter Druck, Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, 2014
116.
Aicher T, Gonzalez MI, Götz M (2014) Energie Wasser Praxis -DVGW Jahresrevue
117.
Humphreys KK (2005) Project and cost engineers’ handbook. Marcel Dekker, New York
118.
ADI Analytics LLC (2015) Natural Gas Utilization via Small-Scale Methanol Technologies, Commissioned by Ben Franklin Technology Partners’ Shale Gas Innovation & Commercialization Center, Houston
119.
Smolinka T, Wiebe N, Philip S, Palzer A, Lehner F, Jansen M, Kiemel S, Robert M, Wahren S, Zimmermann F (2018) Studie IndWEDe: Industrialisierung der Wasserelektrolyse in Deutschland: Chancen und Herausforderungen für nachhaltigen Wasserstoff für Verkehr, Strom und Wärme, Berlin
120.
Fuel Cell and Hydrogen Joint Undertaking – FCH JU (2017) Study on early business cases for H2 in energy and more broadly power to H2 applications. Final Report, Brüssel
121.
Schmidt O, Gambhir A, Staffell I, Hawkes A, Nelson J, Few S (2017) Int J Hydrogen Energy 42(52):30470CrossRef
122.
Saba SM, Müller M, Robinius M, Stolten D (2018) Int J Hydrogen Energy 43(3):1209CrossRef
123.
124.
125.
ADI Analytics LLC (2015) Natural gas utilization via small-scale methanol technologies
126.
Goehna H, Koenig P (1994) ChemTech 1994(24/6):36
127.
Ladebeck J, Wagner JP, Matsuhisa T (1997) Stud Surf Sci Catal 1997(107):73CrossRef
128.
129.
130.
131.
132.
133.
Gerhard N, Sandau F, Zimmermann B, Papen C, Bofinger S, Hoffmann C (2014) Geschäftsmodell Energiewende: Eine Antwort auf das “Die-Kosten-der-Energiewende”-Argument, Kassel
134.
135.
ecoinvent (2016) Int J Life Cycle Assess 21(9):1218–1230
136.
Kuckshinrichs W, Markewitz P, Linssen J, Zapp P, Peters M, Köhler B, Müller TE, Leitner W (2010) Weltweite Innovationen bei der Entwicklung von CCS-Technologien und Möglichkeiten der Nutzung und des Recyclings von CO2
137.
Hugill JA, Overbeek JP, Spoelstra S (2001) A comparison of the eco-efficiency of two production routes for methanol
138.
139.
DIN, DIN EN ISO 14044: Umweltmanagement – Ökobilanz – Anforderungen und Anleitungen (ISO 14044:2006); Deutsche und Englische Fassung EN ISO 14044:2006, Beuth Verlag, Berlin, Germany
140.
141.
European Commission, Joint Research Centre (2010). Institute for Environment and Sustainability. International Reference Life Cycle Data System (ILCD) Handbook – General guide for Life Cycle Assessment – Detailed guidance. First edition, Publications Office of the European Union, Luxembourg
142.
Zimmermann A, Johannes W, Buchner G, Muller LJ, Armstrong K, Michailos S, Marxen A, Naims H, Zimmerman A, Wunderlich J, Buchner G, Müller L, Mason F, Stokes G, Williams E (2018) Techno-economic assessment & life cycle assessment guidelines for CO2 utilization, global CO2 initiative. University of Michigan, BerlinCrossRef
143.
144.
145.
146.
Metadaten
Titel
Power-to-Methanol: Techno-Economical and Ecological Insights
verfasst von
Mohamed Ouda
Christoph Hank
Florian Nestler
Max Hadrich
Johannes Full
Achim Schaadt
Christopher Hebling
Copyright-Jahr
2019
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Buch
Zukünftige Kraftstoffe

Print ISBN: 978-3-662-58005-9

Electronic ISBN: 978-3-662-58006-6

Copyright-Jahr: 2019

DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-662-58006-6_17

    Premium Partner

    Bildnachweise