Inbetriebnahme Power-to-Liquid Anlage Kopernikus-P2X

PtX

Karlsruhe, 7. November 2019

Kick-Off Kopernikus-Projekt P2X – Phase 2

Das Kopernikus-Projekt P2X dient der Erforschung, Validierung und Implementierung von “Power-to-X”-Konzepten. Ziel des Kopernikus-Projektes ist es, neuartige Technologien zu entwickeln, mit welchen unter Einsatz von regenerativ erzeugtem Strom aus Wasser und CO2 stoffliche Energieträger und chemische Produkte für die Sektoren Verkehr und Chemie kostengünstig, zeitlich flexibel und auf die gesellschaftlichen Bedürfnisse abgestimmt hergestellt werden. „Power-to-X“-Technologien stellen einen Lösungsansatz hin zu einer erfolgreichen flächendeckenden Sektorenkopplung unter Ausnutzung der P2X-Wertschöpfungsketten dar.

Power-to-Liquid

CO2-arme PtL-Treibstoffe sind einer der wichtigsten Faktoren hin zu einer klimaschonenden Luftfahrt und gewinnen immer mehr an Bedeutung. Zur Zeit sind PtL-Fuels jedoch am Treibstoffmarkt nicht verfügbar. Umso mehr ist die zügige Entwicklung von PtL-Produktionsanlagen erforderlich. Das Kopernikus-Projekt P2X ist ein bedeutender Meilenstein am dem Weg dorthin.

Phase 1 – Konzeption

In der ersten Phase des Projekts wurde auf dem Gelände des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) im Campus Nord eine modulare P2X-Anlage auf der Basis eines 40-Zoll-Containers errichtet. Diese Anlage wurde nun am 7. November feierlich von den Projektbeteiligten in Betrieb genommen.

Die kompakte PtX-Anlage produziert aus dem Atmosphärengas Kohlendioxid (CO2), das mittels innovativer Technik aus der Umgebungsluft entnommen wird und aus intern durch Abwärme erzeugten Wasserdampf zunächst ein CO- und H2-haltiges Synthesegas mittels innovativer Hochtemperatur Co-Elektrolyse erzeugt. Anschließend erfolgt im Fischer-Tropsch-Reaktor die Umwandlung in Kohlenwasserstoffe aus denen schließlich die gewünschten synthetischen Treibstoffe destilliert werden.

 

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PtX-Kompaktanlage der Phase 1 im KIT-Campus

Die PtX-Anlage der 1. Phase hat den Nachweis eindrucksvoll erbracht, dass es mit vorhandener Technologie möglich ist, klimaschonende synthetische Treibstoffe aus erneuerbaren Energiequellen dezentral zu gewinnen.

Damit ist das Tor weit geöffnet, weltweit dezentrale Produktionsanlagen für “grünen” Treibstoff insbesondere für die Luftfahrt zu errichten. Benötigt werden nur eine Quelle erneuerbarer Energien und Wasser. Die Atmosphäre steht dabei als aus menschlicher Sicht unerschöpfbare Quelle von CO2 zur Verfügung.

Aus dem klimaschädlichen Treibhausgas und Schadstoff CO2 wird somit ein wertvoller Rohstoff zur Treibstoffgewinnung, der in immer neuen Zyklen zur Verfügung steht.

 

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Prof. Dr. Roland Dittmeyer, Leiter des Instituts für Mikroverfahrenstechnik am KIT

Die anwesenden Projektmitglieder, Pressevertreter und weitere Gäste konnten die PtX-Anlage persönlich in Augenschein nehmen. Prof. Dr. Dittmeyer, Mitglied im Lenkungskreis des Kopernikus-Projekts P2X erläuterte die Funktionsweise der Anlage und präsentierte Proben der bereits erzeugten PtL-Fuels.

Phase 2 – Optimierung

Nach erfolgreichem Abschluss der 1. Phase wird das P2X-Kopernikus-Projekt nun auf die nächste Entwicklungsebene gehoben. In Phase 2 soll die entwickelte Kompaktlösung auf eine PtL-Produktion von 200 Litern pro Tag hochskaliert werden (10 L/Tag in Phase 1). Die elektrische Anschlußleistung der Elektrolyse wird dabei bei 150kW liegen.

Diese Anlage kombiniert in größerem Maßstab wie bisher in Phase 1 die CO2-Gewinnung aus der Luft (Climeworks), die sogenannte Hochtemperatur Ko-Elektrolyse (Sunfire) zur Synthesegasherstellung, die anschließende Umwandlung des Synthesegases in flüssige Kraftstoffe (Ineratec) mit nachgeschaltetem Hydrocracking und Auftrennung in die unterschiedlichen Produkte, u.a. Kerosin Jet A1 (KIT IMVT).

Ziel ist es in dieser Phase 2, den Prototyp für ein effizientes, wärmeintegriertes und flexibles Verfahren zur dezentralen Kraftstoffsynthese, je nach Wunsch entweder Diesel oder Kerosin, aus erneuerbarem Strom und CO2 zu entwickeln. Der Wirkungsgrad soll dabei deutlich über 60% liegen. Die entsprechende PtX-Produktionsanlage wird wie in Phase 1 auf dem KIT-Campus errichtet. Auf dem als “Energy Lab 2.0” bezeichneten Areal wird ab sofort gebaut und einzelne Teilsysteme in Betrieb genommen. Die Entwicklungs- und Testphase dieser PtX-Anlage läuft bis Ende 2022.

Die Projektteilnehmer wurden am zweiten Tag der Veranstaltung im Rahmen eines Kick-Off-Meetings mit dem Fahrplan der 2. Phase vertraut gemacht. Daneben gab es Fachvorträge der Industriepartner Climeworks, Sunfire und Ineratec. Bereits im Januar wird das nächste Treffen der Projektbeteiligten stattfinden. Die Entschlossenheit der Teilnehmer, das Projekt sehr zügig anzugehen und die Überzeugung, ein erfolgreiches Ergebnis zu erzielen war deutlich zu spüren. Es lag Pioniergeist in der Luft.

Phase 3 – Demonstration

Um bereits in Phase 2 möglichst konkret werden zu können, werden Szenarien für den praktischen Einsatz von PtL-Produktionsanlagen insbesondere auch für die Luftfahrt untersucht. Hier tritt der Luftfahrtverband IASA e.V. auf den Plan. Die Luftfahrtexperten des gemeinnützigen Vereins werden geeignete Investoren und potenzielle Betreiber von kommerziellen PtL-Produktionsanlagen in Deutschland aus ihrem Netzwerk ansprechen und für das Projekt gewinnen. Im gleichen Zug wird IASA auch potenzielle Abnehmer des synthetischen Kerosins ansprechen. Sowohl die Business-Aviation als auch die kommerzielle Luftfahrt sollen so früh wie möglich gewonnen werden, um sich dann an der Demostrationsphase spätestens ab dem Jahr 2023 aktiv zu beteiligen.

Michael Wühle, IASA e.V.


Die International Association for Sustainable Aviation e.V. (IASA) setzt sich seit 2014 für den Einsatz von Power-to-Liquid-Treibstoffen in der internationalen Luftfahrt ein und betreibt hierzu eigene Projekte und Aktivitäten. Die IASA-Jahreskonferenz GREENER SKIES AHEAD am 19. November 2019 im Bonner Wissenschaftszentrtum steht auch in diesem Jahr im Fokus von PtL-Treibstoffen für eine nachhaltige Luftfahrt. Interessierte können sich noch unter www.iasaev.org oder über https://www.xing.com/events/greener-skies-ahead-gsa-2019-2053420 für die Konferenz anmelden.