{"id":108065,"date":"2022-04-25T07:11:00","date_gmt":"2022-04-25T05:11:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=108065"},"modified":"2022-04-19T13:07:55","modified_gmt":"2022-04-19T11:07:55","slug":"saubere-produktionsprozesse-in-der-chemischen-industrie","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/saubere-produktionsprozesse-in-der-chemischen-industrie\/","title":{"rendered":"Saubere Produktionsprozesse in der chemischen Industrie"},"content":{"rendered":"\n\n\n

Die \u00d6l- und Gasknappheit treibt nicht nur die Preise f\u00fcr Gas und Benzin in die H\u00f6he, sondern auch f\u00fcr Kunststoffe, Medikamente und Kosmetika. Um unsere Gesellschaft unabh\u00e4ngiger von fossilen Brennstoffen zu machen und den Klimawandel zu bek\u00e4mpfen, muss sich die chemische Industrie radikal ver\u00e4ndern. In den letzten Jahren haben die TU Delft und TNO den Grundstein f\u00fcr sauberere Produktionsprozesse in der chemischen Industrie gelegt. Die neue e-Chem-Partnerschaft geht nun noch einen Schritt weiter, indem sie tats\u00e4chlich eine saubere Fabrik der Zukunft baut.<\/p>\n\n\n\n

Gem\u00e4\u00df dem Pariser Klimaabkommen von 2015 soll unsere Gesellschaft bis 2050 kohlenstoffneutral sein. Wir werden dieses Ziel nicht erreichen, ohne die chemische Industrie radikal zu ver\u00e4ndern. Eine der M\u00f6glichkeiten besteht darin, CO2 <\/sub>aus der Luft zu nehmen und es unter anderem mit nachhaltig erzeugtem Strom in Rohstoffe f\u00fcr die Produktion von Kunststoffen und Kraftstoffen umzuwandeln. Um den Prozess, die chemische Industrie nachhaltiger zu gestalten, zu beschleunigen, b\u00fcndeln e-Refinery (TU Delft) und Voltachem (TNO), zwei gro\u00df angelegte Forschungsprogramme im Bereich der Elektrifizierung der chemischen Industrie, ihre Kr\u00e4fte im Programm e-Chem.<\/p>\n\n\n\n

“Die Elektrifizierung der chemischen Industrie bietet den Niederlanden gro\u00dfe Chancen, der f\u00fchrende Anbieter von High-End-Systemen f\u00fcr die Energiewende zu werden. Und wo k\u00f6nnte man solche L\u00f6sungen besser entwickeln als hier in Delft, in unmittelbarer N\u00e4he von Botlek, dem gr\u00f6\u00dften petrochemischen Zentrum in Nordwesteuropa? Gemeinsam mit anderen Wissenseinrichtungen und der Industrie wird e-Chem nun Gro\u00dfanlagen bauen, die CO2<\/sub>\u00a0aus der Luft mittels Elektrolyse im industriellen Ma\u00dfstab und zu wettbewerbsf\u00e4higen Preisen in drei Grundbausteine f\u00fcr die chemische Industrie umwandeln: Methanol, Ethylen und Kerosin. Wir sind die ersten, die solche Gro\u00dfanlagen bauen. Wir haben uns entschlossen, einfach loszulegen, und wir werden aus der Praxis lernen. Das ist der Ansatz, der es uns erm\u00f6glichen wird, schneller zu werden”, so\u00a0Ruud van Ommen<\/strong> (e-Refinery) und Martijn de Graaff<\/strong> (VoltaChem).<\/p><\/blockquote>\n\n\n\n

Elektrolyse-Technologie<\/h3>\n\n\n\n

Das Prinzip der Elektrolyse ist schon seit langem bekannt. Man nimmt einen Beh\u00e4lter mit einer Fl\u00fcssigkeit, die Strom leitet. Man schickt das gasf\u00f6rmige CO2<\/sub> hindurch. Man legt zwei Metallplatten in den Beh\u00e4lter, die mit einem Katalysator bedeckt sind. Du legst eine Spannung dar\u00fcber. Ein elektrischer Strom flie\u00dft von einer Platte zur anderen, quer durch das Gas-Fl\u00fcssigkeits-Gemisch. Dieser Strom bewirkt, dass die chemischen Bindungen zwischen dem Kohlenstoff und dem Sauerstoff sowie zwischen den Molek\u00fclen, aus denen die Fl\u00fcssigkeit besteht, aufgebrochen werden und neue Stoffe entstehen.<\/p>\n\n\n\n

Bevor diese Technologie in gro\u00dfem Ma\u00dfstab in der chemischen Industrie eingesetzt werden kann, sind noch einige Herausforderungen zu bew\u00e4ltigen, so Ruud van Ommen und Martijn de Graaff. Wir werden Anlagen bauen, die 50 bis 100 Liter Produkt pro Tag produzieren. Daf\u00fcr m\u00fcssen wir Systeme entwerfen, die stabil sind, das hei\u00dft, dass sie \u00fcber Monate oder Jahre hinweg die gleiche Qualit\u00e4t mit der gleichen Geschwindigkeit produzieren. Das ist derzeit nicht m\u00f6glich. Wir wollen auch Strom nutzen, der von Windturbinen oder Sonnenkollektoren erzeugt wird. Aber diese Versorgung ist unvorhersehbar. Wie kann man ein Verfahren entwickeln, das damit umgehen kann? Und was bedeutet das schwankende Stromangebot f\u00fcr die Produktionskapazit\u00e4t einer solchen Anlage?<\/p>\n\n\n\n

Auch die Skalierung der Technologie selbst ist leichter gesagt als getan, erkl\u00e4rt Van Ommen. Bei herk\u00f6mmlichen chemischen Verfahren vergr\u00f6\u00dfert man einfach den Reaktorbeh\u00e4lter. Bei einem elektrochemischen Verfahren gibt es aus technischen Gr\u00fcnden feste Abst\u00e4nde zwischen den beiden Metallplatten und eine maximale H\u00f6he des Reaktorgef\u00e4\u00dfes. Man kann also nur durch die Verwendung von mehr Platten oder durch die Vergr\u00f6\u00dferung der Platten den Ma\u00dfstab erh\u00f6hen. Aber was bedeutet das f\u00fcr die Strommenge, die durch Ihre Reaktionsfl\u00fcssigkeit flie\u00dft, und f\u00fcr die Temperaturverteilung w\u00e4hrend der Reaktion? Aus welchem Material sollten Sie die Katalysatoren f\u00fcr die Reaktionen herstellen, und sind diese Materialien in ausreichender Menge verf\u00fcgbar? e-Chem wird uns helfen, schneller Antworten auf solche praktischen Fragen zu finden.<\/p>\n\n\n\n

Vielversprechende Wege zum Erfolg<\/h3>\n\n\n\n

Die TU Delft hat in der e-Refinery Erfahrungen in der Grundlagen- und angewandten Forschung zu Materialien, Prozessen und Reaktoren auf allen L\u00e4ngenskalen, von der atomaren bis zur Reaktorskala, gesammelt. TNO verf\u00fcgt \u00fcber umfangreiche Erfahrungen mit praktischen Tests und Themen wie Lebenszyklusanalyse und Gesch\u00e4ftsmodelle. Durch die Kombination dieses Wissens und dieser Fachkenntnisse wollen beide Parteien innerhalb weniger Jahre Demonstrationen durchf\u00fchren, die die Industrie davon \u00fcberzeugen sollen, in diese Technologie zu investieren.<\/p>\n\n\n\n

\"eChem
SCHIPLUIDEN – e-Chem Zusammenkunft zum Zusammenschluss der gemeinsamen Forschungsprogramme. Photo: Guus Schoonewille. \u00a9<\/strong> TU Delft<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Die Forschungsagenda wird sich auf die vielversprechendsten Wege zum Erfolg konzentrieren. Es ist zum Beispiel eine bewusste Entscheidung, CO2<\/sub>\u00a0aus der Luft als Rohstoff zu verwenden”, sagt De Graaff<\/strong>. Da die Fabriken den CO2<\/sub>-Gehalt ihrer Rauchgase bereits reduzieren, glauben wir, dass diese CO2<\/sub>-Quelle in Zukunft langsam versiegen wird. Es ist auch kein Zufall, dass sie sich f\u00fcr Produkte wie Methanol, Ethylen und Kerosin entschieden haben. Ethylen und Methanol haben viele Anwendungsm\u00f6glichkeiten, von Kunststoffen bis hin zu Tabletten”, sagt De Graaff<\/strong>. Auch bei den Kraftstoffen haben wir versucht, den vielversprechendsten Business Case zu ermitteln. F\u00fcr den Personenverkehr gibt es fortschrittliche Optionen f\u00fcr den Wechsel zu Batterien oder Wasserstoff. Aber in der Luftfahrt wird Kerosin wahrscheinlich noch lange Zeit unersetzlich bleiben. Ein sauberer Produktionsprozess ist daher auch in diesem Fall sehr w\u00fcnschenswert”.<\/p><\/blockquote>\n\n\n\n

Offene Einladung<\/h3>\n\n\n\n

Beide Forscher betonen, dass e-Chem aus dem gemeinsamen Bestreben entstanden ist, den \u00dcbergang von einer auf fossilen Rohstoffen basierenden chemischen Industrie zu einem auf nachhaltigem Strom und CO2<\/sub> basierenden Sektor zu beschleunigen. Der Markt wird das nicht von allein schaffen. Und mit nur zwei Parteien werden wir auch nicht erfolgreich sein. Wir fordern daher andere akademische und industrielle Partner auf, sich uns anzuschlie\u00dfen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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