ELEMENT EINS

Power to Liquid

Gasunie, TenneT und Thyssengas steigen in konkrete Planung für grüne Sektorkopplung mit Power-to-Gas ein

  • Strom- und Gasnetzbetreiber planen Bau einer 100 MW Power-to-Gas-Anlage in Niedersachsen
  • Anlage soll Sektoren Energie, Verkehr und Industrie koppeln
  • Power-to-Gas kann helfen das Stromnetz zu stabilisieren, die Abregelung von Windenergie zu begrenzen und künftigen Netzausbaubedarf zu begrenzen

 

Bayreuth, Dortmund, Hannover, 16. Oktober 2018.

„Nägel mit Köpfen“ wollen der Übertragungsnetzbetreiber TenneT und die Fernleitungsnetzbetreiber Gasunie Deutschland und Thyssengas bei der Kopplung von Strom- und Gasnetzen für die Energiewende machen. Die drei Netzbetreiber planen in Niedersachsen den Bau einer mit 100 Megawatt bis dato größten deutschen Power-to-Gas-Pilotanlage. In Betracht kommen Standorte im Bereich der TenneT-Umspannwerke Diele und Conneforde, in denen vor allem Offshore-Windstrom aus der Nordsee gesammelt und weiterverteilt wird.

Mit dem Pilotprojekt „ELEMENT EINS“ wollen die beteiligten Unternehmen erste Erfahrungen mit Power-to-Gas-Anlagen im industriellen Maßstab sammeln. Die Pilotanlage soll schrittweise ab 2022 ans Netz gehen und grünen Strom in Gas umwandeln, um so neue Speicherpotenziale für erneuerbaren Strom zu erschließen. Den Partnern geht es dabei um die umfassende Kopplung der Sektoren Energie, Verkehr und Industrie. So kann der in Gas umgewandelte Grünstrom nicht nur über bestehende Gasleitungen von der Nordsee ins Ruhrgebiet transportiert, sondern unter anderem auch über Wasserstoff-Tankstellen für Mobilität und über die Speicherung in Kavernen für die Industrie zur Verfügung stehen.

Der niedersächsische Umwelt- und Energieminister Olaf Lies sagte zu dem Projekt: „Das ist ein ganz wichtiges Signal für das Energieland Niedersachsen. Der Ausbau von Windenergie an Land und auf See schreitet voran. Allerdings dürfen wir die Energiewende nicht ausschließlich als Stromwende betrachten. Gerade der Sektorkopplung kommt eine herausragende Bedeutung zu. Ich begrüße es sehr, dass wichtige Player der Energiewende jetzt dabei aktiv werden. Das ist das richtige Signal. Einzelne Industrieunternehmen sind bereits am Thema Power-to-Gas dran. Wichtig ist es jetzt, dass wir industriepolitische Maßstäbe der Anlagen realisieren. Das ist hierbei der Fall. Gerade die Verbindung von Strom- und Gasnetz bietet große Entwicklungspotenziale. Aber auch die Nutzung des grünen Wasserstoffs für Mobilität, Wärme und Industrie bietet enorme Chancen. Wie dürfen nicht zu einseitig nur den Strombereich betrachten. Nur so erhalten wir eine Technikvielfalt und sind auch bei den engagierten Unternehmen breit aufgestellt.“

Die Partner haben das Projekt „ELEMENT EINS“ bereits dem Parlamentarischen Staatssekretär im Bundeswirtschaftsministerium, Thomas Bareiß (MdB), vorgestellt. Dieser zeigte sich hochinteressiert an dem Projekt: „Ich bin überzeugt, dass die Nutzung von erneuerbarer Energie als Wasserstoff eine wichtige Antwort auf noch offene Fragen der Energiewende sein wird“, so Bareiß. Er unterstütze daher die Initiative der drei Unternehmen ausdrücklich.

Für TenneT hat Power-to-Gas großes Potenzial, da so dem Stromnetz dringend benötigte Flexibilität zur Verfügung stehen kann. „Wir brauchen leistungsfähige Speichertechnologien, um das ambitionierte Ausbauziel für erneuerbare Energien 2030 zu realisieren. Wenn wir große Mengen an erneuerbarem Strom speichern können, entlasten wir das Stromnetz. Das hilft uns, die teure Abregelung von Windanlagen zu begrenzen und macht die Stromversorgung sicherer“, sagte Lex Hartman, Geschäftsführer von TenneT, und fügte hinzu: „Mehr Speicherung von grünem Strom bedeutet für die Zeit nach 2030 auch weniger zusätzlichen Netzausbau.“ Das innovative Projekt gehört zum umfangreichen Innovationsprogramm des Übertragungsnetzbetreibers, mit dem er Möglichkeiten untersucht, um mehr Flexibilität für den sicheren Netzbetrieb verfügbar zu machen.

„Wir müssen jetzt ‘Power-to-Gas geben‘, um unsere Klimaschutzziele in 2030 und 2050 tatsächlich auch erreichen zu können“, sagte Jens Schumann, Geschäftsführer der Gasunie Deutschland. „Gerade das Thema Sektorkopplung, mit dem eine intelligente Verbindung der Gas-, Strom-, Wärme- und Mobilitätsinfrastrukturen volkswirtschaftlich sinnvoll weiterentwickelt werden kann, bietet in diesem Zusammenhang ein großes, bislang noch nicht umgesetztes Potenzial. Der Power-to-Gas-Technologie kommt hier eine große Bedeutung zu, denn diese ermöglicht eine praktische Lösung für die Verbindung bislang getrennter Infrastrukturen.“

„Mit dem Bau einer Power-to-Gas-Großanlage ist auch klar, dass die Energiewende eine Ingenieursaufgabe werden muss, soll sie denn gelingen. Technische Innovationen und die sektorübergreifende Suche nach tragfähigen Engineering-Lösungen sind die entscheidenden Erfolgsfaktoren für die Energiewende. Wenn wir den Mut haben, unsere technischen Stärken hier zielgerichtet zusammenzuführen, dann werden wir am Ende auch erfolgreich sein. Für die profitable Entfaltung technischen Know-hows brauchen wir jetzt den nötigen Rahmen“, so Dr. Thomas Gößmann, Vorsitzender der Geschäftsführung der Thyssengas GmbH.

Power to Liquid

Hintergrund
Erneuerbare Energien speisen wetterabhängig ein und sind damit nicht immer verfügbar. Bis heute gibt es keine technisch und wirtschaftlich überzeugende Lösung zur Speicherung großer Mengen elektrischer Energie. Power-to-Gas kann hier einen Beitrag leisten, da entsprechende Anlagen regenerativen Strom in Gas (grüner Wasserstoff oder Methan) umwandeln, das über die Gasnetze transportiert oder gespeichert werden kann. Der in Gas umgewandelte regenerative Strom kann so in anderen Sektoren eingesetzt werden und damit dazu beitragen, die Energiewende zu beschleunigen.

Quelle: TenneT

Power to Liquid
Klimaschutz strategischer und internationaler entwickeln –Weltenergierat stellt Roadmap für grüne synthetische Kraftstoffe vor

Pressemitteilung 18.10.2018

  • Ehrgeizige Klimaziele sind ohne Power-to-X Kraftstoffe nicht denkbar – besonders im Verkehrssektor
  • Weltenergierat fordert mit Studie „Internationale Aspekte einer Power-to-X Roadmap“ den langfristigen Aufbau eines globalen PtX-Marktes ein
  • PtX ist industrie- und klimapolitisch eine große Chance für internationale Zusammenarbeit – die muss aber strategischer aus Deutschland heraus entwickelt werden

„Ambitionierte Klimaziele sind nur erreichbar, wenn erneuerbare Energien nicht allein direkt als Strom genutzt werden, sondern auch als Gas oder flüssiger Brennstoff speicherbar sind. Deshalb müssen wir uns viel systematischer mit der Entwicklung von synthetischen Kraftstoffen beschäftigen“, erklärt Carsten Rolle, Geschäftsführer des Weltenergierat-Deutschland, anlässlich der Vorstellung der Studie „Internationale Aspekte einer Power-to-X Roadmap“. „Sie werden die zweite Säule der Nutzung erneuerbarer Energien.“

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Die Energiewende in Deutschland wird langfristig erhebliche Importe synthetischer Kraftstoffe aus dem Ausland erfordern, die aus erneuerbaren Energien erzeugt werden – sogenannten Power-to-X Produkten (PtX). Diese lassen sich in vielen Regionen der Welt aufgrund der besseren Standortbedingungen für erneuerbare Energien deutlich günstiger produzieren als hierzulande und anschließend exportieren. „Um internationale Zusammenarbeit anzustoßen, müssen wir aber mit diesen Ländern sprechen. Bislang sind unsere Erwartungen an die Rolle von PtX im Ausland zu wenig bekannt“, so Rolle weiter.
„Power-to-X wird nicht plötzlich da sein, seine Entwicklung braucht eine langfristige politische Strategie und eine schrittweise Skalierung.

Dazu sollen die vom Weltenergierat entwickelten Elemente einer Power-to X Roadmap beitragen“ erklärt Carsten Rolle.
Die Entwicklung eines globalen Marktes für Power-to-X aus Deutschland heraus ist eine industriepolitische Chance und klimapolitisch ein Schlüsselfaktor für ein CO2-freies Energiesystem. Der Bedarf an synthetischen Kraftstoffen kann langfristig sehr groß werden. Die hierfür benötigten Kapazitäten für Wasserstoffelektrolyseanlagen etwa können bis zu 3.000 bzw. 6.000 GW weltweit betragen. Bisher sind Elektrolyseanlagen mit einer Kapazität von lediglich rund 20 GW installiert.

Vielversprechende Partnerländer hat der Weltenergierat auf allen Kontinenten identifiziert. „Vorreiter wie Norwegen haben die technologische Umsetzung frühzeitig vollzogen und bereits erste Handelsbeziehungen aufgebaut“, nennt Rolle als Beispiel. „Mittelfristig stehen sogenannte ́Hidden Champions` wie Chile bereit, die über passende wirtschaftliche und regulatorische Rahmenbedingungen verfügen, um PtX-Projekte schnell zu entwickeln. Auch Länder wie Australien, Marokko und Saudi-Arabien verfügen über ausreichend Ressourcen, um zur Diversifizierung des Marktes beitragen.”

Voraussetzung für einen internationalen PtX-Markt ist die Weiterentwicklung der Technologie und eine schrittweise Skalierung, wodurch sich eine erhebliche Kostenreduktion realisieren ließe. Dies schließt auchgrößere Demonstrationsvorhaben und Erprobungen in Reallaboren und Modellregionen mit ein. Darüber hinaus ist die Schaffung von gleichen Wettbewerbsbedingungen für synthetische Kraftstoffe gegenüber konventionellen Brennstoffen aus Öl und Gas erforderlich.

Carsten Rolle weist auf den besonderen Wert der Zusammenarbeit hin: „Ohne eine stärkere internationale Kooperation wird eine Skalierung von PtX Technologien nicht gelingen. Umso wichtiger ist es daher, solche politischen Dialoge mit Partnerländern strategisch zu planen.“

PtX-Produkte sind eine CO2-freie Alternative zu den derzeitigen Energiequellen wie Öl und Gas und können in verschiedenen Sektoren wie Verkehr, Wärme, Industrie und der Stromerzeugung eingesetzt werden. Besonders beim Schwerlasttransport über lange Strecken, bei der Schifffahrt und bei der Luftfahrt gibt es bislang kaum CO2-freie Alternativen. PtX-Produkte spielen hier ihre Vorteile bei der Transportierbarkeit und der Energiedichte gegenüber Batterielösungen aus.

Die Studie, die Frontier Economics im Auftrag des Weltenergierat-Deutschland erstellt hat, ist online abrufbar unter: www.weltenergierat.de

Quelle: Weltenergierat – Deutschland e.V.

Pschierer verteidigt Stromtrassen

IASA: Nachhaltige Luftfahrt - Sustainable Aviation

Neppersreuth, 20.09.2018

Bayerns Energieminister wirbt bei Kammersteiner Energietag für Kohleausstieg – 10H-Regel soll überprüft werden

Neppersreuth (rsc) Für den bayerischen Wirtschafts- und Energieminister Franz Josef Pschierer (CSU) sind es drei Kriterien, die künftig als Leitlinien für die Energieversorgung in Bayern gelten müssen.

(Auszug) … Für die nähere Zukunft setzt Pschierer außerdem auf zusätzliche großflächige Photovoltaik am Boden, einen Mix aus weiteren regenerativen Quellen und Speichertechniken wie “Power to Gas” und “Power to Liquid”. Dabei wird überschüssiger Strom aus Sonne und Wind in Methan und Wasserstoff oder synthetischen Kraftstoff umgewandelt. Eine Technik, die auch das Energiebündel Roth-Schwabach für sinnvoll hält. “Wir haben ein riesiges Gasleitungssystem, die Speicherung dort ist technisch lösbar und bezahlbar”, meinte Energiebündel-Chef Werner Emmer. …

Den kompletten Artikel finden Sie unter: https://www.donaukurier.de/lokales/hilpoltstein/Landtagswahl-in-Bayern-2018-Pschierer-verteidigt-Stromtrassen;art596,3921507 

Quelle: Donaukurier

dena startet Global Alliance Power Fuels

IASA: Nachhaltige Luftfahrt - Sustainable Aviation

19.09.2018, Berlin

Breites Bündnis entwickelt internationale Märkte für synthetische Kraft- und Brennstoffe aus erneuerbaren Energien

Global Alliance Power Fuels

Die Deutsche Energie-Agentur (dena) und Partner aus der Industrie haben die Global Alliance Power Fuels gestartet. Das international ausgerichtete Bündnis verfolgt das Ziel, globale Märkte für synthetische Kraft- und Brennstoffe auf Basis erneuerbarer Energien zu erschließen. Es wird von einem branchenübergreifenden Kreis von Wirtschaftsunternehmen getragen und soll ein breites Partnernetzwerk aus den Bereichen Forschung und Wissenschaft, Politik und Gesellschaft aufbauen. Analysiert werden unter anderem internationale Märkte für Power Fuels und die Rahmenbedingungen für ihren Einsatz in verschiedenen Bereichen und Sektoren.

Andreas Kuhlmann, Vorsitzender der dena-Geschäftsführung: „Synthetische, erneuerbare Energieträger sind die dritte Säule für eine erfolgreiche Energiewende. Denn allein mit Energieeffizienz und der direkten Nutzung von erneuerbarem Strom wird sich der Energiebedarf in Zukunft nicht klimaneutral decken lassen. Unsere dena-Leitstudie und eine Reihe weiterer wissenschaftlicher Untersuchungen verdeutlichen die Rolle von Power Fuels als Missing Link für einen ambitionierten, weltweiten Klimaschutz. Die dena arbeitet seit mehreren Jahren an diesen Fragestellungen.

Die Debatte dazu nimmt auch im internationalen klimapolitischen Diskurs immer mehr Fahrt auf. Bei der Entwicklung der entsprechenden Technologien ist Deutschland Vorreiter. Deshalb ist es auch naheliegend, eine derartige internationale Plattform hier auf den Weg zu bringen. Jetzt ist die Zeit gekommen, das bestehende Know-how zu nutzen und weiterzuentwickeln, groß ausgelegte Projekte anzustoßen und einen nachhaltigen Zukunftsmarkt zu erschließen.“

Power Fuels: vielfältige Einsatzmöglichkeiten für ambitionierten Klimaschutz

Power Fuels sind zum Beispiel im Verkehr oder in der chemischen Industrie für eine weitreichende Einsparung von Treibhausgasen erforderlich. Im Jahr 2050 können sie allein in Deutschland einen Bedarf von 150 bis 900 Terawattstunden abdecken – insbesondere in Anwendungsbereichen, die sich durch eine direkte Nutzung erneuerbaren Stroms nicht oder nur schwer von Emissionen befreien lassen, so ein Ergebnis der im Juni veröffentlichten dena-Leitstudie Integrierte Energiewende.

Power Fuels sind synthetische, gasförmige oder flüssige Kraft- und Brennstoffe, die mithilfe von erneuerbaren Energien erzeugt werden. Die Umwandlungsverfahren sind bekannt unter Begriffen wie Power to Gas (Strom zu Gas) und Power to Liquid (Strom zu Flüssigkeit). Die Einsatzmöglichkeiten sind vielfältig: als Kraftstoff im Verkehr, als Brennstoff zur Erzeugung von Wärme und Strom oder als Grundstoff in der chemischen Industrie. Power Fuels lassen sich – anders als Strom – flexibel speichern und transportieren.

Das Auftakttreffen der Global Alliance Power Fuels fand am 19. September in Berlin statt. Teilnehmer waren Unternehmen und Verbände aus den Branchen Energie und erneuerbare Energien, Automobil und Luftfahrt, Chemie und Mineralöl, Maschinen- und Anlagenbau, Versicherung und Finanzen, unter anderem Daimler AG, Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena), Deutscher Verband Flüssiggas e. V., Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), ENERTRAG AG, IWO Institut für Wärme und Oeltechnik e. V., Robert Bosch GmbH, Uniper Kraftwerke GmbH, UNITI Bundesverband mittelständischer Mineralölunternehmen e. V.

Der Partnerkreis wird weiter ausgebaut. Interessierte Unternehmen können sich bei der dena melden.

Quelle: dena

Das Thema PtL “boomt”

Power to Liquid - Nachhaltige Luftfahrt

Bonn, 31. August 2018

Flüssige Treibstoffe alternativlos

Es ist nicht zu übersehen, dass es immer mehr PtL-Projekte gibt. Bei uns in Deutschland, in der Schweiz und nun auch Brasilien. Letzteres wird sogar vom Bundesumweltministerium unterstützt.

Warum ist das wohl so? Unserer Einschätzung nach verbreitet sich langsam das Wissen um die enormen Potenziale von EE-strombasierten Treibstoffen (Power-to-Liquid) bei der Erreichung der angestrebten Klimaschutzziele, insbesondere auch in der Luftfahrt. Auch unsere gemeinsame Arbeit im IASA-Projekt Power-to-Liquid-Impulskampagne trägt dazu seinen Teil bei.

In der neuen Prognos-Studie zur Perspektive flüssiger Energieträger in der Energiewende wird das im Detail wiederholt, wovon wir seit Jahren überzeugt sind:
Es gibt auf absehbare Zeit keine Alternative zu flüssigen Treibstoffen in der Luftfahrt. Die notwendige Energiedichte bringen nur bekannte Treibstoffe wie Kerosin oder AvGas. Die CO2-armen, bzw. potenziell sogar CO2-neutralen PtL-Treibstoffe sind die derzeit einzige Lösung, die Quantitäten produzieren zu können um die Klimaziele der Luftfahrt zu erreichen.
Zudem erkennt die Studie auch die Tatsache an, dass für PtL-Treibstoffe die Infrastruktur bereits vorhanden ist, die Lager- und Transportfragen bereits mit den fossilen Treibstoffen gelöst wurden und nebenbei PtL-Kerosin drop-in-fähig ist.

Die große Herausforderung ist also nicht mehr Technik oder Infrastruktur, sondern dass PtL-Treibstoff aus Erneuerbaren Energien nun endlich in Deutschland produziert und zeitnah geflogen wird!

Treibstoff für eine nachhaltige Liuftfahrt

Die neueste Ausgabe des PtL-Newsletters kann hier kostenlos bezogen werden: PtL-Newsletter

PtL-Produktionsanlage in Brasilien

Power-to-Liquid

24.08.2018

Umweltpolitische Gespräche in Brasilien

Staatssekretär Jochen Flasbarth, Staatssekretär im Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit reiste für zwei Tage für Gespräche zu umweltpolitischen Themen nach Brasilien.

Am Freitag hielt er zunächst ein Grußwort auf der Fachveranstaltung zum Naturschutzgebietssystem der Deutschen Gesellschaft für internationale Zusammenarbeit, GIZ. Anschließend unterzeichnete er das Memorandum of Understanding zur Herstellung synthetischer Kraftstoffe (Power-to-Liquid) mit der brasilianischen Nationalagentur für Erdöl, Erdgas und Biokraftstoffe. Dies ist ein Projekt der Internationalen Klimaschutzinitiative des BMU.

 

Power-to-Liquid

Das Bild zeigt Jochen Flasbarth bei der Unterzeichnung des Memorandums.

Im Anschluss an die Unterzeichnung des Memorandums fand die Besichtigung einer Power-to-Liquid-Anlage statt.

synthetische Kraftstoffe

Internationale Klimaschutzinitiative

Die Projekte der internationalen Klimaschutzinitiative orientieren sich am Bedarf der Partnerländer und unterstützen beim Klimaschutz, insbesondere bei der Minderung von Treibhausgasen, Steigerung der Anpassungsfähigkeit an die Folgen des Klimawandels sowie beim Erhalt und bei der Nutzung von schützenswerten Gebieten mit hoher Klimarelevanz.

Damit wird auch die Umsetzung des Copenhagen Accords unterstützt und die Konsensbildung für ein ambitioniertes Klimaschutzabkommen nach 2012 gefördert. Sie ist Teil des deutschen Beitrags zur so genannten Fast-Start-Finanzierung, also der Zusage der Industrieländer im Copenhagen Accord für die Finanzierung von Klimaschutzsofortmaßnahmen in Entwicklungsländern bis 2012.

Quelle: BMU

E-Fuels sichern das Erreichen der Klimaziele

Power-to-Liquid

Perspektiven flüssiger Energieträger in der Energiewende

Im Auftrag der Mittelständischen Energiewirtschaft Deutschland e.V. (MEW) erstellte Prognos eine Studie zum Status und zur Perspektive flüssiger Energieträger in der Energiewende.

Dabei kommt die Studie zum Ergebnis, dass flüssige Energieträger und Rohstoffe heute und morgen, gerade im Rahmen der Energiewende, eine erhebliche Bedeutung haben. Vor allem im Luftverkehr sind flüssige Energieträger und Rohstoffe demnach aufgrund der erforderlichen hohen Energiedichte nicht oder nur schwer zu ersetzen. Da flüssige Energieträger weiter benötigt werden, ist die Entwicklung des Technologiepfads Power-to-Liquid unter Klimaschutzaspekten eine No-Regret-Maßnahme und daher dringend zu empfehlen.

Anmerkung: Als No-Regret-Strategien werden Maßnahmen bezeichnet, deren gesellschaftlicher Nutzen, der zusätzlich zum Nutzen der verhinderten Klimaänderung eintritt, den gesellschaftlichen Kosten gleichkommt oder diese übersteigt

Power-to-Liquid (PtL)

Die Autoren der Studie weisen darauf hin, dass PtL-Energieträger und Rohstoffe genauso verarbeitet, transportiert und vertankt werden können, wie heutige fossile, flüssige Energieträger (z.B. Kerosin). Flüssige Energieträger können kostengünstig gelagert und weltweit transportiert werden. Die deutschen Raffineriestandorte können nach gewissen Anpassungsinvestitionen das PtL-“Rohöl” wie gewohnt zu den klassischen Endprodukten, insbesondere zu Treibstoffen verarbeiten.

Wirtschaftlichkeit

Beim Kriterium Wirtschaftlichkeit ergibt sich aus der Studie ein differenziertes Bild. Demnach ergeben sich bei noch niedrigen PtL-Anteilen in den meisten Fällen wirtschaftliche Vorteile für flüssige Energieträger. Zudem hängt die Bewertung der Wirtschaftlichkeit auch von der Höhe der Steuerbelastung für die jeweiligen Energieträger ab. Wie allgemein bekannt, sind gegenwärtig flüssige Energieträger wie Benzin und Diesel mit höheren Steuern belegt als Strom.

Mittel- bis langfristig sind Produktionskosten von 0,7 bis 1,3 Euro pro Liter, bezogen auf das Jahr 2015 möglich. Voraussetzung dafür ist allerdings ein groß-industrieller Einstieg in die PtL-Technologie, damit Lerneffekte erzielt und die Produktionskosten gesenkt werden können.

 

Energiewende: Power-to-Liquid

 

Die Studie Status und Perspektiven flüssiger Energieträger in der Energiewende kann über die Homepage des MEW-Verbands heruntergeladen werden.


 

Fliegen mit grünem Kraftstoff

IASA: Nachhaltige Luftfahrt - Sustainable Aviation

26.07.2018

Chemieanlagenbau Chemnitz GmbH (CAC) erforscht mit weiteren fünf Partnern aus Industrie und Wissenschaft die Herstellung von umweltfreundlichem, synthetischem Kerosin. Dieses wird auch strombasierter Kraftstoff genannt. In dem Forschungsprojekt KEROSyN100 übernimmt CAC die Entwicklung der innovativen Technologie zur Synthese von Kerosin aus Methanol. Im Gegensatz zu konventionellen, fossilen Kraftstoffen, ist das Ziel, Kerosin mit erneuerbarem Strom herzustellen. Stromquelle ist die überschüssige Windenergie an der windreichen Westküste Schleswig-Holsteins. Bislang wird diese gewonnene Energie aufgrund von Netzengpässen abgeregelt und geht verloren.

Diesen Überfluss machen sich die Chemnitzer zu nutze. „Anstatt die überschüssige Windenergie abzuregeln, wird sie genutzt, um mittels innovativer chemischer Verfahren aus Wasser und Kohlendioxid die Grundlage für synthetischen Kraftstoff zu schaffen, so Jörg Engelmann, Geschäftsführer der CAC. „Mit diesem strombasierten Kerosin aus erneuerbarer Windenergie und der Nutzung von Kohlendioxid aus der Atmosphäre erreichen wir im Idealfall einen geschlossenen CO2-Kreislauf.“

CAC forscht bereits seit 2008 mit der TU Bergakademie Freiberg an der Technologie für synthetisches Benzin. Mit diesem Know-how erarbeiten die Chemnitzer Ingenieure die innovative Technologie für die Umwandlung von Methanol zu Kerosin. Im Anschluss übernimmt CAC das Basic Engineering für eine maßgeschneiderte Demonstrationsanlage am Standort des Projektpartners Raffinerie Heide, welche die gesamte Prozesskette abbilden wird.

Nach erfolgreichem Abschluss dieses Projektes wird ein Folgeprojekt angestrebt, um das entwickelte Konzept am Standort Raffinerie Heide zu demonstrieren und die Eignung des grünen Kraftstoffes im realen Flugbetrieb nachzuweisen.

Unter Leitung des Advanced Energy Systems Institute (AES) der Universität Bremen, sind an dem Projekt „KEROSyN100“ neben dem Chemieanlagenbau Chemnitz GmbH die Industriepartner Raffinerie Heide GmbH und SKL Engineering & Contracting GmbH beteiligt. Wissenschaftspartner sind die TU Bergakademie Freiberg, das DLR – Institut für Vernetzte Energiesysteme e.V. und IKEM – Institut für Klimaschutz, Energie und Mobilität e.V.

Quelle: Chemieanlagenbau Chemnitz

Power-to-X-Technologien: Erneuerbaren Wasserstoff mit weniger Strom erzeugen

Power-to-X

ZSW erforscht Kombination von Biomasse-Verbrennung mit Hochtemperatur-Elektrolyse

Stuttgart, 26. Juli 2018

Der steigende Anteil von erneuerbarem Strom im Netz macht künftig Speicher erforderlich. Besonders vielversprechend ist die Umwandlung des fluktuierenden Ökostroms in chemische Energieträger oder Rohstoffe. Diese Power-to-X-Verfahren wollen Wis- senschaftler des Zentrums für Sonnenenergie- und Wasserstoff- Forschung Baden-Württemberg (ZSW) jetzt auf zwei Beine stellen:

Zu diesem Zweck planen sie, eine Hochtemperatur-Biomasseverbrennung mit einer Hochtemperatur-Elektrolyse zu kombinieren. Ziel ist ein reduzierter Strombedarf bei der Herstellung von erneuerbarem Wasserstoff – dem Ausgangsstoff für alle chemischen Power-to-X-Speichermedien. Insgesamt ist eine Halbierung des Stromeinsatzes möglich, so das ZSW. Die ersten Vorversuche verliefen erfolgreich. Eine positive Resonanz zum Projekt gibt es bereits.

Der Anteil erneuerbarer Energien am Stromverbrauch in Deutschland lag nach Angaben der Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen im Jahr 2017 durchschnittlich bei rund 36 Prozent. Kurzzeitig ist er deutlich höher: Am 1. Januar und am 1. Mai 2018 etwa schnellte er für jeweils einige Stunden auf 100 Prozent hoch, so die Informationsplattform SMARD der Bundesnetzagentur. Wenn 2030 nach dem Willen der Bundesregierung im Mittel 65 Prozent Ökostrom im Stromnetz fließen sollen, wird das Angebot immer öfter auf das Doppelte oder mehr der Stromnachfrage steigen. Damit der Strom dann für das Energiesystem nutzbar gemacht werden kann, bedarf es intelligenter Konzepte zur Umwandlung.

Power-to-X: Im Zentrum steht Wasserstoff

Einen vielversprechenden Lösungsansatz für langfristige Speicherauf- gaben bietet Power-to-X. Darunter sind alle jene Verfahren zu verstehen, die Ökostrom in chemische Energieträger für die Stromspeicherung, in strombasierte Kraftstoffe für die Mobilität oder Rohstoffe für die chemische Industrie umwandeln. Mit Power-to-X lassen sich bei- spielsweise Wasserstoff für Brennstoffzellenfahrzeuge, Methan für Erdgasautos, Kerosin für Flugzeuge, verflüssigtes Methan (LNG) für Schiffe oder Basischemikalien für die Chemieindustrie herstellen – und zwar klimafreundlich.

Wasserstoff, dient als Ausgangsstoff für alle Power-to-X-Technologien. Durch die Kombination von Hochtemperatur-Elektrolyse und Oxyfuel-Verbrennung will das ZSW den erneuerbaren Wasserstoff nun mit einem geringeren Strombedarf herstellen.

Wärme für die Elektrolyse, Sauerstoff für die VerbrennungBei der Hochtemperatur-Elektrolyse kann im Unterschied zur alkalischen oder PEM-Elektrolyse der Strom als Einsatzenergie zu einem erheblichen Anteil durch Hochtemperaturwärme ersetzt werden. Das Oxyfuel-Verfahren liefert der Elektrolyse durch die Verbrennung mit Sauerstoff die nötige Hochtemperaturwärme und das effizienter als bei Verbrennungsverfahren mit Luft. Als Brennstoff nutzen die Forscher etwa Holz oder Biomassereststoffe.

Die Elektrolyse wiederum erzeugt den für die Hochtemperaturverbrennung notwendigen Sauerstoff, der sonst mit erheblichem Energieaufwand bereitgestellt werden muss. „Mit dieser Technologie wollen wir einen Kubikmeter Wasserstoff aus 2,5 Kilowattstunden Strom erzeugen“, erklärt Dr. Michael Specht, Leiter des ZSW-Fachgebiets „Regenerative Energieträger und Verfahren“. Heutige Elektrolyseure benötigten in der Regel etwa doppelt so viel elektrische Energie.

In einem weiteren Schritt möchten die Forscher das „grüne“ Kohlendioxid aus der Oxyfuel-Verbrennung mit dem Wasserstoff aus der Elektrolyse in einen kohlenstoffhaltigen Energieträger (etwa Methan) oder in Basischemikalien (beispielsweise Methanol) umwandeln. Der Kohlenstoff-Nutzungsgrad ist bei diesem Vorgehen hoch. Die Technologie ist zudem kohlendioxidneutral. Das Vorgehen spart auch Energie, da Kohlendioxid zum Beispiel nicht extra aus einem Rauchgas abgetrennt werden muss.

Zwei Reaktorkonzepte erforschen

Um sein Ziel zu verwirklichen, untersucht das Forscherteam zwei Reaktor-Konzepte und vergleicht diese miteinander: einen Wirbelschichtreaktor sowie einen FLOX-Brenner (flammenlose Oxidation). Es soll ein sauerstoffarmer Abgasstrom erzeugt werden, der einerseits Hochtemperaturwärme für die Elektrolyse und andererseits Kohlendioxid für die folgende Synthese bereitstellt. Erste Versuche zur Oxyfuel-Verbrennung von Erdgas im FLOX-Brenner lieferten ein heißes Abgas, das gut geeignet ist für eine anschließende Kraftstoff-Synthese.

Parallel wird der neue Power-to-X-Pfad mit Hilfe von Prozess-Simulationen bewertet. Das Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS) des KIT attestierte dem ZSW-Konzept in ersten Analysen ein erhebliches Kohlendioxid-Senkungspotenzial bei relativ geringem Gesamtenergiebedarf.

Derzeit stellen die ZSW-Wissenschaftler einen Versuchsstand fertig, um die Kombination der beiden Technologien zu untersuchen. „Für unser Vorhaben wollen wir auch Industriepartner aus der Hochtemperatur-Elektrolyse-Entwicklung gewinnen“, erläutert Specht.

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Derzeit wird der Versuchsstand am ZSW aufgebaut. (Foto ZSW)

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Förderung durch Bundesforschungsministerium

Das Forschungsprojekt ist zunächst auf drei Jahre angelegt. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Projekt mit gut 900.000 Euro (Förderkennzeichen 03SFK2C0). Das Vorhaben beruht auf der Arbeit des ZSW im Kopernikus-Projekt Power-to-X des BMBF, mit einer geplanten Laufzeit von 10 Jahren: www.kopernikus- projekte.de/projekte/power-to-x

Quelle: Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW)


 

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