Es klingt spektakulär, ist aber bereits in den Bereich des Machbaren gerückt: die Herstellung von chemischen Grundstoffen und Kraftstoffkomponenten aus CO2 und Wasser mit Hilfe von Ökostrom (Power-to-Liquids (PtL)). Genau diesem Ziel hat sich das Unternehmen Nordic Blue (NBC, Norwegen) verschrieben, für das EDL und Sunfire (Deutschland) derzeit die Planung durchführen.
Der Prozess
Der erste Schritt des PtL-Prozesses ist die erneuerbare Erzeugung von Synthesegas (CO zu H2). Dieses stammt entweder aus einer Dampfelektrolyse und CO2 Konvertierung mittels RWGS (Reverse Water Gas Shift) oder aus einer direkten elektrochemischen Umwandlung mittels Co-Elektrolyse. Das Synthesegas wird dann in einer Fischer-Tropsch-Synthese zu Kohlenwasserstoffen umgewandelt, dem e-Crude. Durch Weiterverarbeitung des e-Crude können hochwertige Kraftstoffkomponenten („e-Fuels“) und chemische Grundstoffe („e-chemicals“) gewonnen werden. Die e-Fuels erlauben die Nutzung der vorhandenen Tankstelleninfrastruktur und Kraftstofflogistik und können in bestehenden Verbrennungsmotoren direkt genutzt werden. Somit ist man auch mit den heutigen Fahrzeugen de facto CO2 neutral – ein riesiger Vorteil gegenüber der klassischen Elektromobilität, da im Schwerlast- sowie Flugverkehr rein elektrische Antriebe auch mittelfristig kommerziell nicht verfügbar sind!
Der PtL-Prozess
Im norwegischen Industriepark Heroya, 140 km südöstlich von Oslo gelegen, plant NBC den Bau der ersten PtL Anlage zur Herstellung von e-Rohwachsen und e-Kraftstoffen. Dabei sollen mit 20 MW an Elektroenergie aus Wasserkraft jährlich 8000 Tonnen e-Crude erzeugt werden.
In der Anlage in Norwegen kommt planmäßig für die Dampfelektrolyse die SOEC- (Solid Oxide Electrolysis Cell) Technologie von Sunfire zur Anwendung. Als Kohlenstofflieferant soll überwiegend industrielles CO2 dienen, das am benachbarten Standort als Nebenprodukt anfällt. Ergänzend soll CO2 aus der Luft mit der DAC- (Direct Air Capture) Technologie von Climeworks gewonnen werden. Für die RWGS-Stufe sowie für die Fischer-Tropsch-Synthese sind kommerziell verfügbare Katalysatoren angedacht. In einer nachgeschalteten Fraktionierung erfolgt dann die Trennung in e-Wachse und e-Kraftstoff.
Planung hat begonnen
Seit Sommer 2017 wird an der Umsetzung der technologischen Vorgaben gearbeitet. Ein Team der Verfahrenstechnik erstellt Bilanzrechnungen und Gesamtkonzepte. Von EDL wird dabei die technische Machbarkeit der einzelnen Verfahrensstufen untersucht, ehe das jeweils passende/optimale Einzelverfahren ausgewählt wird. Zukünftig werden auch Planungsleistungen für Ausrüstungen, Rohrleitungen, Layout sowie eine Wirtschaftlichkeitsanalyse zum Arbeitsumfang der EDL gehören.
EDL-Geschäftsführer Dr. Michael Haid: „Die Kombination aus dem bei EDL vorhandenen Anlagenbau-Know-how, die kreative Suche nach bestmöglichen technisch-wirtschaftlichen Lösungen und die vorliegende innovative Technologie passen hervorragend zu uns. Sunfire gilt als Vorreiter auf dem Gebiet der SOEC-Technologie, die derzeit zu einer Co-Elektrolyse weiterentwickelt wird, um in einem Schritt Synthesegas ohne RWGS herstellen zu können.“
Innovative Technologien für Raffinerien
Klassische Erdölraffinerien können mit der PtL-Technologie für die Herstellung CO2-neutraler Fischer-Tropsch-Kohlenwasserstoffe oder Methanol ihren CO2 Fußabdruck verbessern. Weiterhin ist auch die Wasserstoff-Erzeugung mittels Elektrolyse attraktiv.
Dr. Haid: „Mit dem Neu- oder Umbau auf die neue Technologie kann der Anteil ‚grüner‘ Raffinerieprodukte erhöht werden - ein entscheidender Mehrwert für die Raffinerie. Gewissermaßen kann dies der Einstieg, zumindest aber die Vorstufe für das nichtfossile Erdölzeitalter sein.“
