SynLink: Synthetic eFuels as key enabler for Sector Linking

Auf einen Blick

• Die Herstellung von Methanol aus Erdgas setzt derzeit erhebliche Mengen CO₂ frei.
• Power-to-X-Verfahren, in denen statt Erdgas überschüssiger Grünstrom zur Gewinnung von CO₂ aus der Luft, zur Erzeugung von Synthesegas per Elektrolyse und zuletzt zur Herstellung von Methanol oder anderen Grundchemikalien eingesetzt wird, sind derzeit noch mit erheblichen Kosten verbunden und nicht industrietauglich.
• Im Projekt SynLink untersuchen die Projektpartner daher die gesamte Prozesskette zur Methanolsynthese, mit dem Ziel, die Herstellung erneuerbarer Kraftstoffe wirtschaftlich umsetzen zu können.

Herausforderung

Power-to-X-Vorhaben rücken im Zuge der Energiewende in den Fokus der Forschung. Mit Hilfe solcher Verfahren kann Überschussstrom aus der regenerativen Energiegewinnung durch die Anwendung elektrochemischer Verfahren wie der Wasserelektrolyse auch zur Herstellung von Grundchemikalien wie Methanol eingesetzt werden. Methanol wird derzeit vor allem aus Erdgas gewonnen und kann in den unterschiedlichsten Anwendungsfeldern Einsatz finden: als Kraftstoffadditiv, in DM-Brennstoffzellen oder als Ausgangsstoff in der chemischen Industrie. Bei der Produktion aus Erdgas werden indes erhebliche Mengen CO₂ freigesetzt.

Noch ist eine nachhaltige Methanolproduktion allerdings mit erheblichen Kosten verbunden. Zudem sind die entwickelten Verfahren noch nicht industrietauglich.

Lösung

Hier setzt das Verbundprojekt SynLink an: Ziel ist die wirtschaftliche Herstellung erneuerbarer Kraftstoffe am Beispiel von Methanol sowie langkettiger Kohlenwasserstoffe und Alkohole. Die Projektpartner untersuchen die gesamte Wertschöpfungskette von der Abscheidung von CO₂ aus der Luft als Ausgangstoff, der anschließenden Synthesegas-Erzeugung per Elektrolyse bis hin zur Kraftstoffherstellung und -nutzung in verschiedenen mobilen Anwendungsbereichen. Speziell wird hier eine Co-Elektrolyse (Co-SOEC) eingesetzt, welche aus Wasser und CO₂ unter Einsatz von Strom aus erneuerbaren Energien direkt Synthesegas erzeugt, das über verschiedene Synthesewege zu Kraftstoff (eFuels) umgewandelt wird.

Das Fraunhofer IWES ist in einem Teilprojekt unter anderem für die wissenschaftliche Begleitung der Weiterentwicklung der CO₂-Abscheidung per Direct-Air-Capture (DAC) sowie der elektrolysebasierten Synthesegasproduktion in industriellem Maßstab verantwortlich. 

Mehrwert  

Die Umstellung der der Methanolsynthese auf erneuerbar gewonnene Moleküle kann pro produzierter Tonne Methanol 1,53 Tonnen CO₂-Emission vermeiden. Eine wirtschaftliche Produktion unter Einsatz von überschüssigem Grünstrom würde nicht nur erhebliche Mengen CO₂ einsparen, sondern bei entsprechender Flexibilität der Produktionsanlagen (DAC und Co-SOEC) auch die Abregelung von Anlagen zur erneuerbaren Stromerzeugung minimieren. Grünes Methanol kann im Verkehrssektor in Bereichen zum Einsatz kommen, wo batterieelektrische Lösungen nicht eingesetzt werden können, etwa im Flugverkehr oder beim Antrieb von Schiffen. Die Ergebnisse von SynLink liefern daher einen wichtigen Beitrag zur Sektorkopplung und Erreichung der Klimaneutralität.