Folge 4: Projekteinblick eFuels ttz Bremerhaven

Folge 4: Projekteinblick eFuels, ttz Bremerhaven

Fabian Klein und ist Projektleiter in der Teilstudie E-Fuels.

Woran arbeitest Du gerade?

Zurzeit bauen wir den Teststand für die Methanisierungsanlage im Labormaßstab auf. Die wichtigsten Komponenten haben bereits ihren Platz gefunden, sodass primär die Verrohrung und Verkabelung stattfindet. Weiterhin haben wir den Laborcontainer geplant, der die sicherheitstechnischen Anforderungen an den Betrieb der Anlage erfüllt. Wir arbeiten noch an der Integration eines geeigneten Gaswarnsystems zur Detektion von H2 und CO, welches an den Schaltschrank gekoppelt sein wird, um die Anlage sicher betreiben zu können. Auch erarbeiten wir gerade einen Funktions- und Ablaufplan der speicherprogrammierbaren Steuerung.

Was ist dabei besonders knifflig bzw. innovativ?

Uns war es von Anfang an besonders wichtig die Anlage flexibel zu gestalten, sodass ein breites Spektrum an Prozessparametern abgedeckt werden kann. Zudem ist vorgesehen unterschiedliche Katalysatoren zu testen, sowohl Festbettkatalysatoren, als auch Monolithen, und diese sollen möglichst einfach ein- und ausgebaut werden können. Durch modernste Mess- und Regelungstechnik, lassen sich Volumenstrom, Druck und Temperatur exakt regeln und erfassen. Die Verwendung eines eingeschobenen Quarzglasrohres im Edelstahlreaktor ermöglicht den einfachen und zugleich den präzisen Einbau der Katalysatoren und stellt sicher, dass keine ungewollten katalytischen Reaktionen außerhalb des Reaktionsbereiches stattfinden.

Eine besondere Herausforderung stellte die sichere Platzierung des Quarzglasrohrs im Reaktor, gleichzeitig aber Spannungen durch thermische Ausdehnungen mit einzukalkulieren. Weiterhin ist der Edelstahlmantel des Reaktors druckhaltend bis zu 20 bar, sodass ein Druckausgleich zwischen Quarzglasrohr und Reaktoraußenwand geschaffen werden musste. Mit der hier geplanten Anlage lassen sich die Produktkonzentrationen online erfassen und alle Messwerte protokollieren, sodass Langzeittests zur Ermittlung, der Katalysatorstabilität und -aktivität möglich sein werden. Die bautechnischen Herausforderungen des Reaktors konnten wir bereits bewältigen, spannend bleibt noch die stark exotherme Reaktion zu kontrollieren. Auch wenn wir axial die Temperatur überwachen und regeln können, wird schlussendlich limitierend der radiale Temperaturgradient sein.

Wie trägt dein Beitrag zum Erfolg des Gesamtprojektes bei?

Da Wasserstoff noch nicht überall direkten Einsatz finden kann und auch zukunftsnah die Technik es nicht ermöglichen wird, hilft es Wasserstoffderivate herzustellen. Wasserstoffderivate, hergestellt aus grünem Wasserstoff und CO2, stellen handelsübliche Kraftstoffe mit vergleichbaren Eigenschaften auf synthetischer Basis dar. Handelt es sich um recyceltes CO2, so kann von einem CO2-neutralem Kreislauf gesprochen werden. Der Einsatz von synthetischem Erdgas kann demnach maßgeblich dazu beitragen die CO2-Emissinen zu reduzieren, indem auf fossile Kraftstoffe verzichtet wird.

Letztendlich geht es darum, der Klimaerwärmung und der CO2-Freisetzung entgegenzuwirken, indem erneuerbare Energien weiter ausgebaut werden und diese in die Infrastruktur integriert werden. Bedingt durch die fluktuierende Energieerzeugung, können sowohl Energiedefizite, als auch Energieüberschüsse entstehen. Überschüssige elektrische Energie kann in Form von chemischer Energie (synthetisches Erdgas) leicht gespeichert werden. Das bestehende Erdgasnetz bietet ein enormes Speicher- und Pufferpotential, die Infrastruktur ist bereits ausgebaut und für die Anwendung bedarf es keiner weiteren Umrüstung.

Weiterhin stellt verflüssigtes synthetisches Erdgas (LNG) einen interessanten, alternativen Kraftstoff für die Schifffahrt dar, dessen Infrastruktur bereits flächendeckend ausgebaut ist.

Vielen Dank für das Gespräch!

Zur Anwendung E-Fuels

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