Innovationen
1) Plasmen, Katalysatoren und Membranen sollen zu neuen Synthese-Prozessen verknüpft werden, um speziell in den zahlreichen kleinen und dezentralen Anlagen in der Region zu neuen nachhaltigen und wirtschaftlichen Verfahren zu führen. Dabei werden aufeinander abgestimmte katalytische Verfahren und Plasmatechnologien zur energieeffizienten Molekülaufspaltung eingesetzt, wobei Methoden auf Basis nicht-thermischer Plasmen in Richtung der Anwendung bei leicht erhöhten Drücken und katalytische Methoden bei geringeren Temperaturen zu entwickeln sind. Beide Verfahren sollen möglichst mit Membranen gekoppelt werden, die die Stofftrennung der Reaktionsprodukte in kleinen dezentralen Anlagen wirtschaftlich ermöglichen und damit neue Routen der Stoffsynthese etablieren.
2) Neuartige Membranmaterialien und -technologien werden für eine effiziente Stofftrennung hinsichtlich eines hohen Durchsatzes, Selektivität (Stoffreinheit), Stabilität und Lebensdauer sowie geringer Sensitivität gegenüber Störstoffen und eines geringen Energieverbrauchs erarbeitet. Dabei werden auch neuartige Plasmamethoden bei der Herstellung der Membranen erprobt und auch zur Verbesserung der Membraneigenschaften genutzt.
3) Für die Verwertung dezentral anfallender wasserhaltiger Reststoffe, wie beispielsweise Gärreste, werden neue Methoden der Trocknung und Vergasung erarbeitet. Unter anderem sollen bisherige großskalige Ansätze thermo-chemischer Verfahren auf die Möglichkeit der Skalierung auf wenige MW untersucht werden. Alternativ sollen Plasmavergasungsverfahren adaptiert werden, die eine effiziente Einkopplung erneuerbarer Energie ermöglichen. Ziel ist die Realisierung einer lokalen Aufbereitung in effizient transportierbare möglichst breit verwertbare Produkte oder Zwischenprodukte.
4) Die Stoff- und Energieströme dieser neuen und der etablierten Prozesse müssen neu kombiniert werden, um eine möglichst hohe Effizienz der gesamten Prozesskette zu erreichen.
Lösungspfade
Unser Bündnis verfolgt im Rahmen der Gesamtstrategie zum Aufbau eines Regionallabors Bioraffinerie und einer Grünen Modellregion vier Lösungspfade, entlang derer die oben genannten Innovationsansätze als Fördervorhaben ausgerollt werden:
Im Fokus steht die Herstellung von grünem Methanol aus den zahlreichen biogenen CO2-Quellen (z.B. Biogas-, Klär- und Alkohol-Fermentationsanlagen) in der Bündnisregion. Methanol als flüssiger Wert- und Kraftstoff mit vergleichsweise hoher Energiedichte ermöglicht es, Einsatzbereiche zu erschließen, in denen andere erneuerbare Ernergiespeicher (H2, Batterien) aufgrund des großen Volumen- oder Gewichtsbedarfs bisher nicht eingesetzt werden konnten (z.B. Landwirtschaft, Schwerlastverkehr, Luftfahrt etc.)...MEHR
Bei der Biomasseverarbeitung fallen eine Reihe von meist wasserhaltigen biogenen Reststoffen an. Die Entsorgung dieser ist oft mit einem hohen Transportaufwand verbunden. In unserer Region existieren zahlreiche Biogasanlagen, die noch nach einer Lösung für die sinnvolle Verwertung ihrer Gärreste suchen, ohne unnötig Wasser zu transportieren oder Lagerproblematiken lösen zu müssen. Wir untersuchen, ob wir die vorbereiteten Gärreste in einer Schlackebad-Vergasungsanlage zur Herstellung von Synthesegas nutzen können...MEHR
Die Erzeugung und Verwertung von Biogas ist derzeit vorrangig auf die grüne Stromerzeugung ausgerichtet, welche mit einer Emission von CO2 einhergeht. Innovative Technologien können helfen, diese Emissionen zu vermeiden, und gleichzeitig neue Geschäftsmodelle ermöglichen. Die Produktion von hochreinem Methan und die Abtrennung von CO2 erlauben eine erweiterte Nutzung u.a. im bestehenden Gasnetz oder zur Herstellung grüner Kraft- und Wertstoffe...MEHR
Ziel unseres Bündnisses ist es, die Innovationstätigkeit der regionalen Wirtschaft durch die Zusammenführung und nachhaltige Vernetzung mit der regionalen und überregionalen Wissenschaft zu fördern. Wir wollen Synergien aufzeigen und Hemmnisse zur Umsetzung abbauen. Dabei beleuchten wir bestehende und absehbare regulatorische Anforderungen und gestalten diese mit. Somit werden sich neue Marktchancen entlang der gesamten Wertschöpfungskette der grünen Kraft- und Wertstoffe bieten...MEHR
Exkurs
Biomethanol – CH3OH:
Die Herstellung von Biomethanol kann aus biogenem CO2 oder aus Synthesgas von biogenen Reststoffen unter Einsatz erneuerbarer Energie oder grünem Wasserstoff erfolgen. Biomethanol kann zur Ablösung von fossilen Kraft- und Wertstoffen, an anderer Stelle in zentralen Anlagen in zertifizierte Kraftstoffe wie Kerosin oder Benzinzusatzstoffe umgewandelt werden oder auch als Ausgangsstoff in der chemischen Industrie Verwendung finden. Ein entsprechender Markt für Biomethanol wird in verschiedenen Studien durch Experten prognostiziert und könnte eine Hebelwirkung zur Ansiedlung für die Region neuer Industriezweige (z.B. chemische Industrie) entfalten.
Biomethan – CH4:
Als Hauptbestandteil von Biogas entsteht Biomethan durch die Fermentation von Biomasse. Biomethan ist bei entsprechender Reinheit im bestehenden Gasnetz transportierbar und lagerfähig. Gereinigtes Biomethan eignet sich ebenfalls in Form von grünem Liquified Natural Gas (Bio-LNG) als Kraftstoff für den Gütertransport, Fernlastverkehr und den ÖPNV.
Benötigtes Volumen und Temperatur für verschiedene grüne Kraftstoffe in verflüssigter Form jeweils für eine Energie von 1 kWh:
Wasserstoff
0,42 L
Ammoniak
0,27 L
Methanol
0,23 L
Methan
0,17 L
