CarbonCycleMeOH

Strategien für den klimaneutralen Chemiepark

News / 28. April 2021

Wie können industrielle CO2-Emissionen gesenkt werden? Wie lassen sich Stoffkreisläufe wirtschaftlich schließen? Dies untersucht ein Konsortium unter Leitung des Fraunhofer IKTS im Rahmen der vom BMBF geförderten Machbarkeitsstudie CarbonCycleMeOH am Beispiel der Methanolproduktion im Chemiepark Bitterfeld-Wolfen. Die Studie soll verfahrenstechnische und politische Handlungsempfehlungen zur Einbindung der chemischen Industrie in ein erneuerbares Energiesystem bieten.

© André Kehrer, Chemiepark Bitterfeld-Wolfen GmbH
Über das ca. 20 km lange Rohrbrückensystem werden die ansässigen Unternehmen im Chemiepark Bitterfeld-Wolfen zuverlässig mit Grundchemikalien und technischen Gasen versorgt.

Der Chemiepark Bitterfeld-Wolfen ist mit 1200 Hektar einer der größten deutschen Chemiestandorte. Rund 300 ansässige produzierende und gewerbliche Unternehmen profitieren hier von einem hochintegrierten Stoffverbund, der eine Versorgungssicherheit mit Grundchemikalien und technischen Gasen bietet.

Methanolsynthese aus CO2 und Wasserstoff aus erneuerbaren Energien

Gas- und Dampfkraftwerk, Abwasserreinigungs- und Biomethananlage – CO2 fällt derzeit in verschiedenen thermischen, chemischen und biologischen Prozessen im Chemiepark an. »Die Etablierung einer Kreislaufwirtschaft, bei welcher dieses CO2 in Methanol als C1-Baustein umgewandelt wird, ist im Hinblick auf die Minderung von CO2-Emissionen in der energieintensiven chemischen Industrie sehr vielversprechend«, erklärt Dr. Matthias Jahn vom Fraunhofer IKTS, der das Projekt leitet. »Im Rahmen der Machbarkeitsstudie wollen wir diese neue Prozesskette betrachten und ein Verfahrenskonzept unter Anwendung von Elektrolysetechnologien erarbeiten. Das Verfahren trägt damit nicht nur maßgeblich zur Reduktion von CO2-Emissionen in die Umwelt, sondern auch zur Steigerung der Effizienz des gesamten Stoffverbunds bei.«

Insbesondere die Hochtemperaturelektrolyse könne sich in Bezug auf eine Steigerung der Energieeffizienz als vorteilhaft erweisen: Durch die Nutzung von Abwärmeströmen aus anderen Prozessen im Chemiepark und die Möglichkeit, Wasserdampf mit CO2 direkt in geeignetes Synthesegas zu überführen, bieten sich hier potenzielle Vorteile für die betrachtete Prozessroute.

Die Studie umfasst die folgenden Aspekte:

  • Bewertung des Marktumfelds sowie der regulatorischen Rahmenbedingungen
  • Analyse der relevanten Stoff- und Energieströme inklusive nutzbarer CO2-Quellen
  • Modellbasierte verfahrenstechnische Prozessentwicklung für die Erweiterung des bestehenden Stoffverbunds
  • Untersuchung der notwendigen Infrastrukturerweiterung
  • Techno-ökonomische Bewertung und Life Cycle Analysis für das entwickelte Verfahrenskonzept
  • Ableitung politischer Handlungsempfehlungen auf Basis der Projektergebnisse