SolMeth24: Entwicklung, Bau und Inbetriebnahme einer einzigartigen solaren Methanolproduktionsanlage in Australien; Teilprojekt "HyGATE"

Abstract

Das Vorhaben SolMeth24 wurde im Rahmen der deutsch-australischen Förderinitiative HyGATE mit dem Ziel initiiert, eine integrierte Demonstrationsanlage zur Herstellung von erneuerbarem Methanol zu entwickeln. Die Anlage sollte unter Nutzung erneuerbaren Stroms, erneuerbarer Wärme aus einem hybriden solarthermischen und photovoltaischen System und industriell bereitgestelltem Kohlendioxid Methanol als erneuerbares Wasserstoffderivat erzeugen und damit einen Beitrag zur Entwicklung künftiger Lieferketten für grüne Chemikalien leisten. Das Projekt war dabei nicht nur auf die technische Auslegung einer Anlage unter australischen Standortbedingungen ausgerichtet, sondern verfolgte ausdrücklich auch eine spätere industrielle und kommerzielle Perspektive. Die Motivation für das Vorhaben ergab sich aus der wachsenden Bedeutung erneuerbarer Wasserstoffderivate für die Dekarbonisierung schwer elektrifizierbarer Sektoren, wie die Schifffahrt und industrielle Anwendungen. Methanol nimmt in diesem Zusammenhang eine besondere Rolle ein, da es als flüssiger Energieträger vergleichsweise gut lager-, transportier- und handhabbar ist und zugleich als chemischer Grundstoff vielfältige Anwendungen ermöglicht. Der wissenschaftlich-technische Ausgangspunkt des Vorhabens war dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Basistechnologien grundsätzlich verfügbar und dem Stand der Technik zuzuordnen waren. Dies betrifft insbesondere die Wasserstofferzeugung mittels Elektrolyse sowie die katalytische Methanolsynthese als etablierten chemischen Prozess. Die Herausforderung lag daher vor allem in der Integration in ein neuartiges Gesamtsystem. Im Mittelpunkt standen insbesondere die Kopplung von Elektrolyse, CO2-Aufbereitung, Methanolsynthese, Speicherlogik sowie die Einbindung erneuerbarer Strom- und Wärmequellen in ein kontinuierlich zu betreibendes chemisches System. Ein wesentliches Merkmal des Vorhabens war die geplante Verknüpfung der Methanolproduktion mit einem benachbarten solarthermischen Kraftwerk sowie mit industriell bereitgestelltem CO2. Grundgedanke war, die Vorteile erneuerbarer Strom- und Wärmebereitstellung mit einem CCU-Ansatz zu verbinden. Die Nutzung eines hybriden solarthermischen und photovoltaischen Systems sollte dazu beitragen, die bei fluktuierenden erneuerbaren Energien typischen Herausforderungen hinsichtlich Auslastung, Betriebsstabilität und Energieeffizienz zu adressieren.