HyCO2 – Flüssiger Energieträger, Chemikalien und Kraftstoffe aus CO2 und H2

Die Power-to-Liquid (PtL)-Technologie – die Umwandlung von CO₂ mit nachhaltigem H₂ (z. B. durch Wasserelektrolyse erzeugt) zu flüssigen Verbindungen wie Methanol – bietet zahlreiche Vorteile: saisonale Energiespeicherung, Puffer für die schwankende Bereitstellung erneuerbarer Energien, Reduzierung des CO₂-Ausstoßes, Erzeugung von alternativen Brennstoffen mit verbesserten Brenneigenschaften und wertvolle Plattformchemikalien, mit denen eine nachhaltige und sicherere Energie- / Feedstock-Versorgung der Industrie erreicht und gefördert werden kann. Vor diesem Hintergrund bewertet ein Pilotprojekt des »Leistungszentrums Nachhaltigkeit Freiburg« mit dem Titel »HyCO₂« diesen Prozess basierend auf der gemeinsamen Forschung und Entwicklung des Fraunhofer ISE, Fraunhofer IWM und des Instituts für Anorganische und Analytische Chemie der Universität Freiburg.

Der Schlüssel zu einer erfolgreichen Entwicklung der PtL-Technologie ist die energieeffiziente Methanolsynthese auf der Grundlage der direkten Hydrierung von CO₂, was eine starke Reduzierung des Ausstoßes von Treibhausgasen ermöglicht. In diesem Zusammenhang zielt das Projekt »HyCO₂« darauf ab, ein tieferes Verständnis der Mechanismen der Methanolsynthese zu schaffen, aktivere Katalysatoren zu entwickeln und die Syntheseverfahren zu verbessern, was auch eine Optimierung des Gesamtsystems beinhaltet (Elektrolyse, Methanolsynthese). Außerdem werden Machbarkeitsstudien und Lebenszyklusanalysen durchgeführt. Ergänzt werden diese durch sozialpolitische und Marktanalysen bezüglich der Akzeptanz und Wahrnehmung dieser Plattform für die Herstellung von Brennstoffen und chemischen Produkten. Die Projektergebnisse werden die Realisierung der Energiespeicherplattform unterstützen, was sowohl einen Beitrag zur Versorgung mit erneuerbaren Energien leistet, als auch die Verringerung der Treibhausgasemissionen vorantreibt und den Bedarf an importierten Energieträgern reduziert. Aus diesen Gründen forschen wir im Bereich Power-to-Liquid (PtL), denn es ermöglicht die Speicherung erneuerbarer Energien in flüssiger Form. Diese können dann in bestehende Brennstoffinfrastrukturen überführt und aufgewertet werden, um andere Brennstoffe und Plattformchemikalien bereitzustellen. Die PtL-Technologie verwendet »Abfall-CO₂« als Feedstock für Brennstoffe und die chemische Produktion und verringert so die Abhängigkeit dieser Sektoren von Import und Einsatz von Rohöl und Erdgas. Gleichzeitig ermöglicht die Aufwertung des Plattformprodukts Methanol durch innovative Katalysator- und Verfahrensgestaltung die Herstellung von nachhaltigen Brennstoffen wie Dimethylether (DME) und höhere Oxymethylenether (OME).