Shell: Weltgrösste Wasserstoff-Elektrolyse entsteht in der Rheinland Raffinerie bis 2020

IASA: Nachhaltige Luftfahrt - Sustainable Aviation

Fortschrittliche Wasserstoff-Gewinnung als Beitrag zur Energiewende

Wesseling/Köln, 18. Januar 2018: Shell und ITM Power werden in der Raffinerie Rheinland, Werk Wesseling, die weltweit größte PEM-Wasserstoff-Elektrolyse-Anlage errichten. Mit einer Kapazität von zehn Megawatt wird der Wasserstoff vor allemfür die Verarbeitung von Produkten der Raffinerie genutzt. Die Technologie wird zugleich für einen möglichen Einsatz in anderen Sektoren getestet.
Das europäische Konsortium von Shell, ITM Power, SINTEF, thinkstep und Element Energy hat eine entsprechende Vereinbarung unterzeichnet. Die Gesamtinvestition des Projekts, einschließlich der Integration in die Raffinerie, beläuft sich auf rund 20 Millionen Euro. Davon stellt die Europäische “Fuel Cell Hydrogen Joint Undertaking” zehn Millionen Euro zur Verfügung.
Nach dem offiziellen Startschuss beginnen die Experten nun mit dem detaillierten technischen Planungs- und Genehmigungsverfahren. Die Anlage mit dem Namen „Refhyne“ soll 2020 in Betrieb gehen. Es wird die erste großindustrielle Anwendung der so genannten Polymer-Elektrolyt-Membran-Technologie sein.
„Die neue Anlage ermöglicht es, Wasserstoff aus Strom statt aus Erdgas zu gewinnen. Darüber hinaus kann die geplante Anlage zur Stabilität des Stromnetzes beitragen und die Nutzung von Strom aus erneuerbaren Energiequellen erleichtern”, erklärt Lori Ryerkerk, Executive Vice President Shell Manufacturing. „Wenn er als ‘grüner Wasserstoff’ mit erneuerbarer Elektrizität gewonnen wird, wird er dazu beitragen, die CO2-Intensität des Standorts zu reduzieren. Das ist für uns ein wichtiges Ziel“.
Die Rheinland Raffinerie benötigt jährlich rund 180.000 Tonnen Wasserstoff, der derzeit vor allem durch Dampfreformierung aus Erdgas gewonnen wird. Die neue Anlage kann jährlich zusätzliche 1.300 Tonnen Wasserstoff produzieren, die vollständig in die Raffinerie-Prozesse integriert werden, beispielsweise für die Entschwefelung konventioneller Kraftstoffe.
Dr. Thomas Zengerly, Direktor der Shell Rheinland Raffinerie, betont: „Wir freuen uns, mit der Europäischen Union zusammenzuarbeiten und durch die Erprobung dieser Technologie am Standort Wesseling das künftige Energiesystem Europas mit zu entwickeln. Bei Erfolg besteht die Möglichkeit, dass diese Technologie in unserer Raffinerie erweitert und in anderen Produktionsstätten eingesetzt wird. Wir könnten dann auch Wasserstoff an Kunden außerhalb der Raffinerie liefern.“
Wasserstoff kann bei der Energiewende eine wichtige Rolle spielen. Heute wird Wasserstoff bereits bei Brennstoffzellen-Fahrzeugen sowie in industriellen Anwendungen eingesetzt. Beim Transport kann Wasserstoff helfen, die Luftqualität vor Ort zu verbessern, da Brennstoffzellen-Fahrzeuge nur Wasserdampf ausstoßen. Wenn der Wasserstoff aus erneuerbaren Quellen gewonnen wird, trägt er dazu bei, die CO2-Emissionen des Straßenverkehrs zu verringern. Shell beteiligt sich an mehreren Initiativen zum Aufbau eines Wasserstoff-Tankstellennetzes in einer Reihe von Märkten, so auch in Deutschland.
Das Projekt wird mit Mitteln der Fuell Cells and Hydrogen 2 Joint Undertaking im Rahmen der Finanzhilfevereinbarung Nr. 779579 unterstützt. Dieses Unternehmen erhält Unterstützung aus dem Forschungs- und Innovationsprogramm der Europäischen Union “Horizont 2020” und der Wasserstoff-Industrie und der Wasserstoff-Europa-Forschung.

Quelle: Shell


 

NASA und DLR: Gemeinsame Flugversuche zur Klimawirkung des Luftverkehrs

nachhaltige Luftfahrt

Deutliche Verringerung der Rußemissionen bei alternativen Kraftstoffen erwartet

Köln, 12. Januar 2018: Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und die US-amerikanischen Luft- und Raumfahrtbehörde NASA werden im Januar 2018 erstmals gemeinsame Forschungsflüge in Deutschland durchführen. Im Fokus stehen die Emissionen von alternativen Kraftstoffen und die Charakterisierung der Eiskristalle in Kondensstreifen, wobei exemplarisch Biokraftstoff zum Einsatz kommt. Erste gemeinsame DLR/NASA-Flüge im Jahr 2014 in Palmdale/Kalifornien zeigten, dass eine Beimischung von 50 Prozent alternativem Kraftstoff im Reiseflug die Rußpartikel-Emissionen eines Flugzeugtriebwerks um 50 bis 70 Prozent gegenüber der Verbrennung von reinem Kerosin reduziert. Mit den nun geplanten Forschungsflügen sollen  die Partikel-Emissionen und ihr Einfluss auf die Wolkenbildung aus Kondensstreifen und damit ihre Klimawirkung bestimmt werden. Ab dem 14. Januar 2018 wird dafür das NASA-Forschungsflugzeug DC-8 für drei Wochen nach Deutschland kommen und gemeinsam mit dem DLR-Forschungsflugzeug A320 ATRA fliegen. “Wir freuen uns über das Vertrauen der NASA, solch eine umfangreiche Mission mit uns gemeinsam in Deutschland durchzuführen”, sagt DLR-Luftfahrtvorstand Prof. Rolf Henke. Die Forschungsflüge werden von der Ramstein Air Base aus starten.

“Die NASA könnte diese Forschungsflugmission nicht alleine stemmen”, sagt Bruce Anderson, wissenschaftlicher Leiter der Mission bei der NASA. „Wir bringen hier beide Forschungseinrichtungen mit ihren Ressourcen und Forschungsinfrastrukturen in einer Weise zur Untersuchung von alternativen Kraftstoffen zusammen, wie es niemals zuvor möglich war.“ Die gemeinsame Forschungsflugkampagne trägt den Namen ND-MAX/ECLIF 2 (NASA/DLR-Multidisciplinary Airborne eXperiments/Emission and CLimate Impact of alternative Fuel).

Im Rahmen der internationalen Forschungsmission wird das DLR-Forschungsflugzeug A320 ATRA (Advanced Technology Research Aircraft) mit verschiedenen Kraftstoffmischungen fliegen, während das vollinstrumentierte “Fliegende Labor” der NASA (DC-8) in sicherem Abstand folgt, um im Abgasstrahl Rußpartikel, Gasemissionen und Eiskristalle im Kondensstreifen  zu messen. Dabei sind zahlreiche Messgeräte des DLR an Bord des NASA-Flugzeugs installiert. “Wir haben Instrumente zur simultanen Vermessung der Größenverteilung der Ruß-und Eispartikel sowie der gasförmigen Emissionen im Nachlauf des ATRA  an Bord der DC-8 installiert”, berichtet Dr. Hans Schlager vom DLR-Institut für Physik der Atmosphäre. “Der Fokus unserer Messungen liegt darauf, die Emissionen beim Einsatz verschiedener Kraftstoffmischungen zu charakterisieren. Besonders interessiert uns wie sich die Rußemissionen der unterschiedlichen Treibstoffe auf die Strahlungseigenschaften und Lebensdauer der Kondensstreifen auswirken.”

Vorbereitungen in Kalifornien

Mehrere DLR-Wissenschaftler und Ingenieure haben zuvor am Heimatstandort der DC-8 beim Armstrong Flight Research Center der NASA in Kalifornien am Einbau der Messgeräte gearbeitet. Gleichzeitig liefen die Vorbereitungen auf dem Gelände der NATO Air Base in Ramstein, Rheinland-Pfalz, von wo aus die Forschungsflüge in der zweiten Januarhälfte jeweils ihren Ausgangspunkt nehmen. “Wir sind gerade dabei den speziell für die Flugversuche produzierten Kraftstoff anzuliefern”, sagt André Krajewski von den DLR-Flugexperimenten. “Für insgesamt acht geplante gemeinsame Forschungsflüge haben wir Kraftstoff-Mischungen mit einem Anteil von 30 Prozent bis 50 Prozent beigemischtem HEFA.” Der exemplarisch gewählte Biotreibstoff HEFA (Hydroprocessed Esters and Fatty Acids) wird zu großen Teilen aus dem Öl von Leindotter-Pflanzen gewonnen, er steht hier exemplarisch für alternative Kraftstoffe, die auch synthetisch sein könnten.

Neben den Emissionen interessiert das internationale Forscherteam ebenfalls, wie sich die verschiedenen Kraftstoffmischungen auf die Leistungsfähigkeit der Triebwerke auswirken. “Biotreibstoffe wie HEFA unterscheiden sich in ihrer Zusammensetzung zu herkömmlichem Kerosin dadurch, dass sie reine Paraffine sind und keine zyklischen Kohlenwasserstoffe beinhalten. In Mischung mit herkömmlichem Jet A-1 Kerosin erhält man einen zugelassenen Kraftstoff”, erklärt Dr. Patrick Le Clercq vom DLR-Institut für Verbrennungstechnik. “Diese veränderte Zusammensetzung hat Auswirkungen auf die Bildung von Ruß bei der Verbrennung.”

Bisherige gemeinsame Forschungsflüge

In den vergangenen Jahren fanden bereits mehrere Forschungskampagnen in den USA und in Deutschland zu alternativen Kraftstoffen statt, bei denen verschiedene Forschungsflugzeuge bei unterschiedlichen meteorologischen Bedingungen eingesetzt wurden. Frühere Forschungskampagnen unter der Leitung der NASA fanden 2013 und 2014 in Kalifornien unter dem Namen ACCESS I und II statt (Alternative Fuel Effects on Contrails and Cruise Emissions). Während dieser Kampagnen flog die DC-8 der NASA mit alternativen Kraftstoffen, während kleinere Forschungsjets wie die Falcon HU-25 der NASA und die Falcon 20 des DLR im Abgasstrahl Messungen durchführten. 2015 folgte die ECLIF-Kampagne unter Leitung des DLR in Deutschland, bei der ebenfalls Forscher der NASA beteiligt waren. Bei dieser Kampagne flog der A320 ATRA des DLR mit alternativen Treibstoffen und die instrumentierte DLR-Falcon 20 führte im Nachlauf  Messungen der Emissionen und Kondensstreifen durch. Zudem fanden umfangreiche Emissionsmessungen bei Standläufen am Boden statt.

Bisherige Ergebnisse der Forschungsflüge zeigten eine deutliche Verringerung der Rußemissionen bei alternativen Kraftstoffen und legen nah, dass damit die Anzahl an Eiskristallen in Kondensstreifen reduziert wird. “Die geringere Rußemission bei diesen Kraftstoffen ist eine gute Nachricht für die Umwelt, und sie wäre noch besser, wenn die Flugtests bestätigen, dass sich damit auch die Anzahl der Eiskristalle in Kondensstreifen reduzieren lässt”, sagt NASA-Forscher Anderson. DLR-Forscher Dr. Hans Schlager ergänzt: “Diese Frage ist von großer Bedeutung, weil Kondensstreifen und die sich daraus bildenden Zirruswolken vermutlich eine größere wärmende Wirkung auf die Erdatmosphäre haben, als alle über mehr als 100 Jahre in der Atmosphäre gesammelten Kohlendioxid-Emissionen des Luftverkehrs zusammen.” Kondensstreifen bestehen aus  vielen kleinen Eispartikeln, die sich durch Kondensation von Wasserdampf an den Rußpartikeln der Flugzeugabgase bilden. Die  Kondensstreifen können  in Höhen von etwa 8 bis 12 Kilometern bei feucht-kalten Bedingungen mehrere Stunden bestehen und hohe Wolken sogenannte Kondensstreifen-Zirren bilden. Diese Wolken können je nach Sonnenstand und Untergrund  lokal eine wärmende oder kühlende Wirkung entfalten. Die Kenntnis darüber ist für die Beurteilung der Klimawirkung der Luftfahrt essentiell. Bisherige Forschungsarbeiten legen nahe, dass global die wärmende Wirkung überwiegt.

nachhaltige Luftfahrt

Günstige meteorologische Bedingungen in Deutschland

Für die anstehenden DLR/NASA-Flüge, mit den geplanten Messungen der Eiskristalle in Kondensstreifen, sind die meteorologischen Bedingungen im Winter  in Deutschland für die Bildung von Kondensstreifen günstig. Durch den Einsatz des DLR A320 ATRA als „Emissionsquelle“ und der NASA DC-8 als Messplattform, können die Forscher ihre Flugtests in Höhen und mit üblichen Reisefluggeschwindigkeiten von Passagierjets durchführen, wo sich Kondensstreifen typischerweise bilden. Dabei konnten  die Forscher in der DC-8 die bisher  umfangreichste  Messinstrumentierung für solche Untersuchungen installieren wobei die Hälfte der Messgeräte vom DLR-Institut für Physik der Atmosphäre stammt.

Die gemeinsamen Flugtests von NASA und DLR sind bis zum 2. Februar geplant und sollen insgesamt 80 Flugstunden umfassen.

 

Quelle: DLR