ALIGN-CCUS & TAKE-OFF

Kohlenstoffdioxid (CO2) als Rohstoff nutzen und damit CO2-Emissionen vermeiden, ist Kerngedanke der Projekte „ALIGN-CCUS“ und „TAKE-OFF“. Während in dem im November 2020 abgeschlossenen Pilotprojekt ALIGN-CCUS Ziel von RWE Power, Mitsubishi Power Europe und Asahi Kasei war, Dimethylether, kurz DME, aus abgeschiedenem CO2, Strom und Wasser herzustellen, geht das Folgeprojekt TAKE-OFF seit 2021 einen Schritt weiter: Aus DME soll hier in einem weiteren Prozessschritt effizient Flugzeugtreibstoff hergestellt werden.

An ALIGN-CCUS waren 30 Unternehmen, Institutionen und Forschungseinrichtungen aus fünf europäischen Ländern beteiligt. Die Abkürzung ALIGN-CCUS steht für: Accelerating Low Carbon Industrial Growth through Carbon Capture, Usage and Storage, auf Deutsch: Beschleunigung des Wachstums CO2-armer Technologien durch die Abtrennung und Nutzung von Kohlenstoff. Die Power-to-X-Forschungsanlage in Niederaußem produziert DME aus abgeschiedenem CO2, Strom und Wasser, der auch als Ausgangsstoff für die chemische Industrie und als synthetischer Dieselersatz dienen kann. In TAKE-OFF wird die Herstellung synthetischer erneuerbarer Flugzeugtreibstoffe aus CO2 und Wasserstoff entwickelt (Production of synthetic renewable aviation fuel from CO2 and H2). Zwei untersuchte Prozessrouten nutzen hierfür DME und zukünftig auch Methanol, die in Niederaußem hergestellt werden.

Innovation: Vereinfachter Syntheseprozess

Das neue Verfahren ermöglicht es, in der von Mitsubishi Power Europe entworfenen und installierten Syntheseanlage mit einem monolithischen Reaktor und einem neu entwickelten Katalysator, DME in einem einzigen Prozessschritt zu synthetisieren. Bislang wird zunächst Methanol aus CO2 und Wasserstoff produziert und erst in einem zweiten Schritt DME. Ausgangspunkt für die DME-Synthese ist CO2, das aus dem Rauchgas des Braunkohlenkraftwerks Niederaußem mithilfe einer Aminwäsche gewonnen wird. Die Anlage ist insgesamt auf eine Leistung von rund 7,2 Tonnen CO2 täglich ausgelegt. Pro Tag reagieren bis zu 180 Kilogramm CO2 mit 22 Kilogramm Wasserstoff zu DME. Der Wasserstoff für die Synthese von DME wird vor Ort durch eine hocheffiziente alkalische Elektrolyse von Asahi Kasei erzeugt. Die neue Syntheseanlage produziert so bis zu 50 Kilogramm Roh-DME pro Tag. Das nicht für CCUS-Projekte im Innovationszentrum in Niederaußem verwendete CO2 wird dem Forschungszentrum Jülich für die Pflanzenforschung bereitgestellt.

„ALIGN-CCUS und TAKE-OFF stellen wichtige Entwicklungsschritte im Hinblick auf die zukünftige Realisierung einer Demonstrationsanlage zur sektorenübergreifenden Minderung von Treibhausgasemissionen dar.“

Tilman Bechthold, Leiter Forschung und Entwicklung bei RWE Power

180 kg

CO2 pro Tag werden als
Rohstoff genutzt.

Logo ALIGN CCUS
Projektlogo TAKE-OFF
Peter Moser, RWE, bei der Inbetriebnahme der Forschungsanlage in Niederaußem im November 2019.

Peter Moser, RWE, bei der Inbetriebnahme der Forschungsanlage in Niederaußem im November 2019. © RWE

Mitarbeiter an Synthesegasanlage

Bis zu 50 kg Roh-DME können pro Tag mit der Syntheseanlage von Mitsubishi Power Europe erzeugt werden. © Mitsubishi Power Europe

Mitarbeiter an Syntheseanlage mit monolitischem Reaktor und neuewm Katalysator

Innovative DME-Syntheseanlage mit monolithischem Reaktor und neu entwickeltem Katalysator von Mitsubishi Power Europe. © Mitsubishi Power Europe

Ausschicht auf dei ALIGN-CCUS-Testeinrichtung

Die ALIGN-CCUS-Testeinrichtung: Im vorderen Bereich Generatormodul; dahinter zwei Container mit Elektrolyseur von Asahi Kasei; hinten rechts drei Container der DME-Syntheseeinheit von Mitsubishi Power Europe; hinten links offene Lagerhalle für Roh-DME. © RWE

Effizienz: CO2 wird chemischer Grundstoff und Kraftstoff

DME und Methanol sind speicherbare und transportfähige Energieträger. Aufgrund ihrer hohen Energiedichte können sie erstens als langfristige chemische Energiespeicher und zweitens auch als synthetische Kraftstoffe eingesetzt werden, sofern keine CO2-ärmere Alternative zur Verfügung steht. Daneben sind DME und Methanol auch chemische Ausgangsstoffe für eine Vielzahl weiterer Anwendungen, beispielsweise als Vorstufen von Verbindungen, die in Kosmetika, Waschmitteln, Farben oder Medikamenten zum Einsatz kommen oder eben als Zwischenprodukte für die Herstellung von Flugzeugtreibstoffen. 

Effekt: CO2-Nutzung vermeidet CO2-Emission

Auch nach der Stilllegung fossil gefeuerter Kraftwerke wird es weiterhin unvermeidbare CO2-Quellen aus verschiedenen Industrieprozessen geben. ALIGN-CCUS und TAKE-OFF zeigen eine Technologie auf, mit der CO2 als Rohstoff genutzt werden und so, zusammen mit Wasserstoff, fossile Rohstoffe ersetzen kann. Basischemikalien oder Treibstoffe auf Basis von DME und Methanol, die auf diese Weise aus aufgefangenem CO2 und perspektivisch grünem Wasserstoff produziert werden, machen Energie chemisch speicher- und transportierbar, fungieren so als Bindeglied zwischen den Sektoren und tragen zu einer erfolgreichen Energiewende bei.

Ihre Ansprechpartner

Peter Moser

Leiter Emissions-minderungstechniken, Forschung und Entwicklung, RWE Power AG

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