Digitaler Zwilling soll kosteneffiziente Produktion von grünem Methanol ermöglichen

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Klimaneutraler Treibstoff Digitaler Zwilling soll kosteneffiziente Produktion von grünem Methanol ermöglichen

05.12.2023 Quelle: Technische Universität Berlin 2 min Lesedauer

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Wissenschaftler der TU Berlin arbeiten mit weiteren Partnern zusammen, um in Leuna eine bahnbrechende Anlage für die kosteneffiziente Produktion von grünem Methanol zu entwickeln. Durch den Einsatz eines digitalen Zwillings zur optimalen Betriebsführung zielt das Projekt darauf ab, sich an schwankende Rohstoff- und erneuerbare Energieverfügbarkeit anzupassen.

Visualisierung der Pilotanlage Leuna 100 für die Herstellung von grünem Methanol.(Bild: C1) — Visualisierung der Pilotanlage Leuna 100 für die Herstellung von grünem Methanol.
(Bild: C1)

Für die weltweit erste Pilotanlage zur kosteneffizienten Produktion von grünem Methanol im Chemiepark Leuna werden TU-Wissenschaftler des Fachgebiets Dynamik und Betrieb technischer Anlagen (dbta) einen digitalen Zwilling in Form eines dynamischen Gesamtprozessmodells der Anlage erstellen. Ziel ist es, das Potenzial zur Lastflexibilität zu ermitteln und auf dieser Basis optimale Betriebsweisen zu ermitteln und an der realen Anlage zu erproben.

Unter Lastflexibilität versteht man, Anlagen oder Prozesse an die fluktuierende Verfügbarkeit von Rohstoffen und erneuerbarem Strom anzupassen, also Anlagen und Prozesse flexibel und dennoch optimal steuern zu können. Im Falle der ersten Pilotanlage zur Produktion von grünem Methanol ist der Rohstoff Kohlenstoffdioxid, welches mit erneuerbarem Strom und grünem Wasserstoff zunächst zu Synthesegas umgesetzt wird. Das Synthesegas wird anschließend in einem Reaktionsschritt zu Methanol umgewandelt. Das Zusammenspiel dieser Schritte ergibt einen Gesamtprozess, für den die Lastflexibilität auf Basis der Teilschritte ermittelt werden muss, um zu bestimmen, in welchem Bereich und in welchem Zeitraum die Methanolproduktion in der Anlage variiert werden kann. Um sicher und kosteneffizient grünes Methanol produzieren zu können, wird das Team um Fachgebietsleiter Prof. Dr.-Ing. Jens-Uwe Repke auf Basis des digitalen Zwillings daher optimale lastflexible Steuerungsweisen der Anlage erarbeiten und direkt in der Pilotanlage erproben. Das hergestellte Methanol soll insbesondere als nachhaltiger Treibstoff in der Schifffahrt genutzt werden. Denn Tanker, Containerfrachter und Kreuzfahrtschiffe sind derzeit für knapp drei Prozent des weltweiten jährlichen CO₂-Ausstoßes verantwortlich.

Neben der TU Berlin sind das Berliner Start-Up C1 Green Chemicals, die Fraunhofer-Institute für Windenergiesysteme (Iwes) und Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik (Umsicht) sowie das DBI-Gastechnologische Institut Freiberg involviert.

Das Projekt Leuna 100 wird vom Bundesministerium für Digitales und Verkehr mit insgesamt 10,4 Millionen Euro drei Jahre gefördert.

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