Ein Jahrzehnt eingespart
Das Berliner Cleantech-Start-up C1 Green Chemicals revolutioniert mittels Quantenchemie die Produktion von grünem Methanol für eine fossilfreie Industrie: Mithilfe computergestützter Katalyse-Simulationen führte C1 einen vollständig autonomen und kontinuierlichen Methanolproduktionslauf durch – ein Prozess, der normalerweise viele Jahre dauern würde. Die Ergebnisse bestätigten jedoch die Erwartungen aus den Simulationen. Mit dem beschleunigten Verfahren setzt C1 nach eigenen Angaben auf dem Alt-Chemie-Gelände Leuna „neue Maßstäbe für die Innovationsgeschwindigkeit in der nachhaltigen Chemie und legt damit einen Grundstein für eine skalierbare und kosteneffiziente Produktion von grünem Methanol für die Schifffahrt und andere Industriezweige.“
VEB Leuna-Werke „Walter Ulbricht“, 1991 – Foto © Bundesarchiv, B 145 Bild-F089027-0026_Thurn, Joachim F._ CC BY-SA 3.0 de
Gemeinsam mit unseren Projektpartnern errichten wir im Chemiepark Leuna die weltweit erste Pilot-Anlage für die kosteneffiziente Produktion von grünem Methanol. Das Herz der Anlage bildet der C1-Reaktor. Dieser hat, dank unserer ultra-effizienten, homogenen Katalyse, das Potenzial, die Produktionskosten von grünem Methanol signifikant zu senken. Als alternativer Schiffstreibstoff stellt grünes Methanol einen strategischen Eckpfeiler einer fossilfreien Wirtschaft dar. Darum fördert das Bundesministerium für Verkehr die Pilotanlage Leuna100 mit 10,4 Mio €.
C1 Green Chemicals: „Mit Leuna100 realisieren wir zum ersten Mal weltweit den Gesamtprozess der strombasierten Synthesegas-Erzeugung in Kombination mit unserem radikal weiterentwickelten Methanol-Syntheseverfahren, der homogenen Katalyse, unter realen Bedingungen. Bis zur Markteinführung von wettbewerbsfähigem E-Methanol gilt es nun, jeden Produktionsschritt – und insbesondere die Verknüpfung zu einer Prozesskette – zu optimieren. Dabei lautet das primäre Ziel, die Kosteneffizienz durch homogene Katalyse zu validieren.
Die C1 Green Chemicals AG stellt den neuen Katalysator sowie den eigens entwickelten und mit der Firma OilRoq aus Halle (Saale) realisierten Reaktor zur homogenen Katalyse von Methanol zur Verfügung. Dieser wird an zwei unterschiedliche Technologien zur CO2-basierten Erzeugung von Synthesegas als Eingangsstoff gekoppelt: Fraunhofer UMSICHT liefert eine neue Niedertemperatur-Co-Elektrolyse, DBI – Gastechnologisches Institut gGmbH Freiberg setzt eine Reverse-Water-Gas-Shift-Anlage ein. Fraunhofer IWES stellt den Standort und die Infrastruktur vor Ort im Hydrogen Lab Leuna zur Verfügung und evaluiert die Lastflexibilität der Komponenten und des Gesamtprozesses. Die TU Berlin entwickelt ein effizientes Betriebskonzept auf Basis eines dynamischen Gesamtprozessmodell und erstellt anwendungsnahe mathematische Methoden zur Bewertung und Optimierung der Lastflexibilität.
Eine zentrale Innovation ist neben der Option der strombasierten und lastflexiblen Nutzung der Synthesegaserzeugung die homogene Katalyse für die Methanolerzeugung selbst. Weltweit erstmalig kommt nicht wie bisher eine zweidimensionale Oberflächenreaktion mit Festkörperkatalysatoren (heterogene Katalyse) zum Einsatz, sondern die von C1 Green Chemicals (in Zusammenarbeit mit CreativeQuantum und LIKAT) entwickelte, dreidimensional skalierbare Reaktion in der flüssigen Phase (homogene Katalyse). Diese ist nicht nur hochselektiv, besser skalierbar und geeignet für einen lastflexiblen Betrieb, sondern bietet auch Kostenvorteile unabhängig von der Anlagengröße.
Das eingesetzte CO2 stammt aus industriellen Prozessemissionen. Mit der integrierten End-to-End-Prozesskette schafft “Leuna100” so die Voraussetzung für eine RED-II-konforme Produktion von grünem Methanol. Die abschließende Evaluation des produzierten Methanols auf seine Eignung als Schiffskraftstoff und zur weiteren Verarbeitung zu Kerosin stellt die Anwendbarkeit.
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