Markt- und produktorientierte Weiterentwicklung des Konzeptes zur Synthese von Methanol aus Klärgas
Im Rahmen des 2018 erfolgreich abgeschlossenen Projektes WaStrak II – „Einsatz der Wasserstofftechnologie in der Abwasserbeseitung“ wurde vom FiW ein Verfahren erprobt, in dem aus Biogas der Kläranlage Emschermün-dung Methanol synthetisiert wird. Aufbauend auf diesen Ergebnissen wird nun im durch das BMWK im Rahmen des Förderprogramms Inno-Kom (Innovationskompetenz für den Mittelstand) geförderte Projekt GREEN-BEE („Entwicklung eines Verfahrens zur Erzeugung klimaneutraler Energieträger auf Basis von Biogas unter Einkopplung von erneuerbarem Überschussstrom“) eine Optimierung des Verfahrens vorangetrieben. Gemeinsam mit der OWI Science for Fuels gGmbH, ebenfalls An-Institut der RWTH, ist die Versuchsanlage zunächst theoretisch optimiert und anschließend konstruktiv prozessseitig angepasst worden. Hierdurch soll eine ökonomisch konkurrenzfähige Synthese der Plattformchemikalie und erneuerbarem Energieträger Methanol ermöglicht werden. Dies eröffnet einen alternativen Nutzungsweg des lokal erzeugten Biogases durch die dezentrale Produktion eines erneuerbaren, flüssigen Energieträgers.
Die planerischen Vorbereitungen und Simulationen des Forschungsvorhabens GREEN-BEE konnten bereits zwischen Sommer 2020 und Winter 2022 überwiegend und erfolgreich bearbeitet werden. Durch die Pandemie und anhaltende Probleme mit internationalen Lieferketten verzögerte sich der Umbau der Anlage bis November 2022. Daraus ergaben sich für die praktischen Arbeiten an der Versuchsanlage Anpassungen am Versuchszeitraum. Im November erfolgten nun die Anschlussarbeiten, die Inbetriebnahme der Einzelnen Aggregate und die Aktivierung des explizit für die Anwendung entwickelten Katalysators. So konnten die ersten Liter Methanol am Piloten hergestellt werden. Für die kommenden Betriebsphasen gilt es die theoretisch ermittelten optimierten Betriebsparameter zu testen sowie das erstellte Systemmodell zu validieren.
In der langen Laufzeit des Projekts hat sich weiterhin die ökonomische Ausgangssituation verändert. Auf Grund der durch den Ukrainekrieg ausgelösten Energiekrise kommt Biomethan eine größere Bedeutung zu. Die Möglichkeit der Biomethanherstellung zur Vermarktung durch Abtrennung des CO2 im Klärgas stellt eine weitere alternative Verwertung für das Klärgas bei auslaufender EEG-Umlage dar. Der im Rahmen des Projekts entwickelte Katalysator kann auch für die direkte Verwertung des abgetrennten CO2 mit Wasserstoff verwendet werden. Durch die vielseitigen möglichen Betriebsweisen der Versuchsanlage kann im laufenden Projekt daher die Flexibilität des Prozesskonzeptes demonstriert werden und so auf die aktuelle Lage des Energiemarkts eingegangen werden.
Auf Grundlage der in den kommenden Monaten zu generierenden Versuchsdaten erfolgt die Dimensionierung des Systems in einen großtechnischen Maßstab und die ökonomische Bewertung des Verfahrensansatzes.
