Eine Pilotanlage am Kohlekraftwerk Lünen soll Kohlendioxid in Methanol umwandeln Treibstoff aus Kohlendioxid - scinexx | Das Wissensmagazin
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Eine Pilotanlage am Kohlekraftwerk Lünen soll Kohlendioxid in Methanol umwandeln

Treibstoff aus Kohlendioxid

Noch geht bei den meisten Kohlenkrasftwerken das CO2 ungenutzt in die Luft. © freeimages

Treibstoff aus Treibhausgasen: In einer Pilotanlage bei Lünen in Nordrhein-Westfalen soll erstmals Kohlendioxid aus einem Kohlekraftwerk eingefangen und mit Wasserstoff zu Methanol verarbeitet werden. Dieses lässt sich als Treibstoff oder als Rohstoff in der chemischen Industrie nutzen. Die Anlage produziert auf diese Weise eine Tonne Methanol pro Tag und erspart 1,4 Tonnen CO2-Emissionen, wie das Projekt-Konsortium mitteilt.

Bisher wird das bei der Kohleverbrennung freiwerdende CO2 größtenteils ungenutzt in die Atmosphäre abgegeben. Neue Ansätze, wie das Carbon Capture and Storage (CCS) wollen das Treibhausgas abscheiden und in unterirdischen Speichern lagern, doch das bringt Risiken mit sich. Ein internationales Konsortium aus Firmen und Forschungsinstitutionen geht daher einen anderen Weg: Sie scheiden das CO2 aus einem Kohlekraftwerk ab, nutzen es dann aber weiter – zur Erzeugung von Methanol.

Erste Anlage im industriellen Maßstab

Das bei der Kohleverstromung entstehende Kohlendioxid wird dafür in einer „nachgeschalteten Rauchgaswäsche“ (Post-Combustion-Capture, PCC) – aus dem Rauchgas abgeschieden. Eine Elektrolyseanlage zerlegt parallel dazu Wasser mit Hilfe von Strom in Wasserstoff und Sauerstoff. Kohlendioxid und Wasserstoff werden anschließend in einer Methanol-Anlage kombiniert und in handelsübliches Methanol (CH3OH) umgewandelt.

Schema der Anlage zur Methanolsynthese aus CO2. © obs/ Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe GmbH/ MHPSE

Diese direkte Methanol-Synthese ist zwar ein erprobtes Verfahren, wurde bislang aber noch nicht an einem Großkraftwerk und im lastflexiblen Betrieb eingesetzt. Die am Kraftwerk Lünen geplante Demonstrationsanlage ist die erste, die diese Technologie im industriellen Umfeld realisiert. Der erste Spatenstich für die Demonstrationsanlage ist für 2016 geplant. Betriebsbeginn ist im Laufe des Jahres 2017.

Einsparung von 1,4 Tonnen CO2 am Tag

Die 1 MWel-Anlage ist für die Produktion von rund einer Tonne Methanol täglich ausgelegt. Dabei werden 1,4 Tonnen CO2 genutzt, die ansonsten in die Atmosphäre gelangen. Das System lässt sich aber problemlos nach oben skalieren, wie das Konsortium berichtet. Anlagen bis 200 MW Leistung könnten demnach zeitnah umgesetzt und wirtschaftlich betrieben werden. Eine solche Großanlage würde jährlich bis zu 180.000 Tonnen Methanol produzieren und damit bis zu 260.000 Tonnen CO2-Emissionen vermeiden.

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Der erzeugte Rohstoff Methanol ist vielseitig einsetzbar: „Methanol kann Benzin und Diesel einfach beigemischt werden oder auch über Standardprozesse in verschiedene Treibstoffe weiterverarbeitet werden“, erklärt Rainer Kiechl, Vorsitzender der Geschäftsführung von Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe. „Es ist auch ein sehr gefragter Rohstoff zur Weiterverarbeitung in der chemischen Industrie.“

Speicher für Stromüberschüsse aus Sonne und Wind

Neben der Verringerung der CO2-Emissionen bietet das „MefCO2“ (Methanol fuel from CO2)-Projekt aber noch einen weiteren Vorteil: Wird der für die Wasserspaltung benötigte Strom aus Wind- oder Sonnenkraft genutzt, dann kann auf diese Weise überschüssiger Strom aus diesen alternativen Energien umgewandelt und damit gespeichert werden. Das hilft dabei, das Stromnetz zu stabilisieren.

Das Verfahren kann zudem nicht nur an Großkraftwerken eingesetzt werden: Auch andere Industrien mit hohen CO2-Emissionen sind für die Methanol-Synthese geeignet: Stahlwerke, Chemieanlagen, Raffinerien oder Zementfabriken. Das Verfahren sei zudem bereits heute wettbewerbsfähig und nicht auf Subventionen angewiesen, wie das Betreiber-Konsortium erklärt.

(Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe GmbH, 21.01.2015 – NPO)

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