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Forschungs- und Entwicklungsprojekte

MEEMO

Methanol aus erneuerbarer Energie für Mobilität mit Plug-in-Hybridfahrzeugen

Die Umstellung der Energieversorgung auf erneuerbare Energien im Rahmen der aus Klimaschutzgründen notwendigen Dekarbonisierung des Energiesystems hängt aufgrund des fluktuierenden Angebots entscheidend an der Frage der Speichermöglichkeiten. Zur Langfristspeicherung eignet sich u. a. die Umwandlung regenerativ erzeugter elektrischer Energie in chemische Energie in Form von Wasserstoff. Dieser kann unter Einbindung von Kohlendioxid zu weiteren strombasierten Kraftstoffen (e-fuels) synthetisiert werden. Um die Dekarbonisierung des Verkehrssektors voranzutreiben, bieten Plug-in-Hybridfahrzeuge ein großes Potential, da sie durch den Einsatz von regenerativem Strom und efuels® einen CO2-neutralen Betrieb und gleichzeitig hohe Reichweiten und schnelle Betankungen ermöglichen. Um die vorhandene Infrastruktur weiter zu nutzen, bietet sich u. a. strombasiertes Methanol als Ersatz für Ottokraftstoffe an. Im Rahmen des Projektes sollen Fragen zur Eignung von Methanol als Kraftstoff für moderne Verbrennungsmotoren geklärt sowie Handlungsbedarfe aufgezeigt werden. Die erzielbaren Wirkungsgrade sollen im Rahmen einer ganzheitlichen Betrachtung über den gesamten Lebenszyklus ermittelt werden.

(FKZ: 19I18007, Laufzeit: 01.09.2018 bis 31.08.2021)

Partner

KWK 4.0

Regionale Heizkraftwerke im wandelnden Energiesystem

Durch den steigenden Anteil erneuerbarer Energien bei der Stromversorgung ergeben sich Stabilitätsherausforderungen, um volatile Quellen wie Solar- und Windenergie effizient zu nutzen. Dabei nimmt die Sektorenkopplung eine zentrale Rolle ein, die eine Umwandlung regenerativer, elektrischer Energie in Energieträger im Bereich der Mobilität und Wärme beschreibt.

Im Detail werden im Rahmen des Vorhabens Anlagen mit Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) untersucht, die maßgeblich zur Integration volatiler erneuerbarer Energien und CO2-Minderung beiträgt.

Ziel ist neben der Erweiterung des Geschäftsmodells für KWK-Anlagen die Bildung regionaler, zellularer Versorgungsnetze. Anhand von zwei Beispielanlagen in unterschiedlichen Regionen Deutschlands werden die erarbeiteten synergetischen Ansätze validiert, wobei ebenfalls die Integration von Power-to-Methanol-Anlagen im Fokus steht.

(FKZ: 03EE5031, Laufzeit: 01.01.2020 – 31.12.2022)

Partner

BIO-M

Herstellung von Bio-Methanol aus fluktuierenden Stromquellen

Innerhalb des Vorhabens Bio-M soll ein neues flexibles und nachhaltiges Verfahren zur Erzeugung von Biomethanol aus biogenem Kohlenstoffdioxid und grünem Wasserstoff entwickelt und deren technische Machbarkeit sowie industrielle Relevanz aufgezeigt werden. Vorteile liegen in den Vermarktungsmöglichkeiten des Methanols als biogene Plattformchemikalie sowie als Energie- und Wasserstoffspeicher, um die Energiedichte von Wasserstoff zu erhöhen. Fokus des Projekts ist die Entwicklung und Evaluierung stressresistenter, stabiler Katalysatoren, welche den Anforderungen der Realgaszusammensetzungen sowie einer fluktuierenden Betriebsweise entsprechen. Verfahrensparameter werden theoretisch und praktisch bestimmt und dienen der Bewertung des Verfahrens.

(FKZ: 031B0079, Laufzeit: 01.10.2015 bis 30.06.2017, www.bio-m.eu)

C³ Mobility

Closed Carbon Cycle – Klimaneutrale Kraftstoffe für den Verkehr

Das Verbundprojekt will neue Wege in die CO2-neutrale Mobilität der Zukunft erarbeiten und demonstrieren. Es bezieht sich auf die Förderbekanntmachung „Energiewende im Verkehr: Sektorkopplung durch die Nutzung strombasierter Kraftstoffe“ des BMWi vom Frühjahr 2017. Dazu hat sich ein umfassendes Konsortium von 28 Partnern aus allen in der Bekanntmachung thematisierten Bereichen gebildet, um die beschriebene Problematik in seiner Gesamtheit angemessen bearbeiten zu können.

Den effektivsten Weg für Transport, Lagerung und Einsatz großer Energiemengen im Verkehr ermöglichen flüssige Energieträger. Am sinnvollsten erscheint zukünftig die Nutzung von regenerativ erzeugtem Kraftstoff auf der Basis von Methanol. Neben dessen direkter Nutzung als Kraftstoff soll auch seine (lokale) Weiterverarbeitung untersucht werden. Weiterhin sollen Ansätze dargestellt werden, schon heute durch Beimischung strombasierter Kraftstoffe (Drop-In Fuel) die Flottenemissionen zu senken. Dazu soll MtG (Methanol-to-Gasoline) in einer Demonstrations-Anlage produziert und seine Nutzung im Ottomotor dargestellt werden. Im Dieselmotor steht 1-Oktanol als Drop-In Fuel zur Verfügung. Für zukünftige Anwendungen werden weiterhin 2-Butanol als Drop-In Fuel, Oktan-Booster und als Reinkraftstoff für Ottomotoren sowie OME/DME unter der Berücksichtigung der Vielstofffähigkeit für Dieselmotoren betrachtet.

Die Fahrzeugtauglichkeit der neuen Kraftstoffe soll unter realen Fahrbedingungen validiert werden; ihr Wirkungsgrad und ihre Umweltverträglichkeit sollen in den Herstellungs- und Verbrauchsketten sowie in Vertrieb und Markteinführung gesamtheitlich bewertet werden.

bse unterstützt das Projekt im Rahmen einer assoziierten Partnerschaft.

(FKZ: 19I18006, Laufzeit: August 2018 bis Juli 2021)

Partner

BIOBall

Bioökonomie in Ballungsräumen – Verbundvorhaben AbZuMeOH

Das Gesamtziel des Verbundvorhabens AbZuMeOH ist es, für die Bioökonomie das Potential der stofflichen Nutzung des bei der Verbrennung von (biogenen) Abfällen sowie des bei der Herstel-lung von gebranntem Kalk entstehenden Kohlendioxids zur Methanolsynthese zu untersuchen. Das dezentral anfallende CO2 ist hierbei aus den jeweiligen Abgasströmen zu isolieren und der katalytischen Methanolsynthese in der erforderlichen Reinheit zur Verfügung zu stellen. Der für die Methanolbildung notwendige Wasserstoff kann über Elektrolyse von Wasser bereitgestellt werden, wobei der dafür erforderliche Strom teils aus der thermischen Behandlung der biogenen Abfälle gewonnen und teils durch Strom aus erneuerbaren Energien ergänzt wird (grüner Wasserstoff). Sauerstoff, der dabei als Koppelprodukt anfällt, kann in der thermischen Abfallbehandlung oder der Kalkherstellung vorteilhaft eingesetzt werden oder abhängig vom Standort anderen Verbrauchern zur Verfügung gestellt werden. Ziel ist es das Methanol nach abschließender Aufarbeitung in einer Reinheit zu erhalten, die die Spezifikation als Rohstoff in der chemischen Industrie erfüllt wird (IMPCA-Qualität) und somit den Einsatz bei der Produktion langlebiger Wirtschaftsgüter wie Kunststoffen ermöglicht. 

(FKZ: 031B1072A, Laufzeit: 01.01.2021 – 31.12.2023)

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