{"id":136986,"date":"2024-01-10T07:28:00","date_gmt":"2024-01-10T06:28:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=136986"},"modified":"2024-01-06T08:41:31","modified_gmt":"2024-01-06T07:41:31","slug":"forschungsprojekt-ebnet-weg-zur-grosskaligen-produktion-gruner-wasserstoff-energietrager-in-chile","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/forschungsprojekt-ebnet-weg-zur-grosskaligen-produktion-gruner-wasserstoff-energietrager-in-chile\/","title":{"rendered":"Forschungsprojekt ebnet Weg zur gro\u00dfskaligen Produktion gr\u00fcner Wasserstoff-Energietr\u00e4ger in Chile"},"content":{"rendered":"\n\n\n

Das Fraunhofer-Institut f\u00fcr Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE ebnet zusammen mit Partnern den Weg f\u00fcr den Aufbau einer gro\u00dfskaligen Produktion von gr\u00fcnem Wasserstoff und seinen Folgeprodukten in Chile. Kern des vom BMBF gef\u00f6rderten Projekts ist die Forschung zu den Herstellungspotenzialen von Wasserstoff und fl\u00fcssigen Kraftstoffen aus Solarenergie. Neben den technischen Fragen untersuchen die Forschenden die wirtschaftlichen, logistischen und sozio-\u00f6konomischen Aspekte der Skalierung. Dabei unterst\u00fctzen sie au\u00dferdem die Installation einer Pilot-Produktionsst\u00e4tte f\u00fcr Methanol und Dimethylether im Land.<\/strong><\/p>\n\n\n

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\"Konzentrierende<\/a>
Konzentrierende Solarthermie-Anlage im Norden Chiles.\u00a0\u00a9 Frank Dinter, Fraunhofer Chile<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Deutschland wird seinen Bedarf an gr\u00fcnem Wasserstoff und Folgeprodukten k\u00fcnftig zu einem gro\u00dfen Teil durch Importe decken. Mit seinem hervorragenden Solarpotential, und stabilen \u00f6konomischen Bedingungen kann Chile einen wichtigen Beitrag f\u00fcr die Erzeugung von gr\u00fcnem Wasserstoff und Derivaten liefern \u2013 und damit auch eine zentrale Rolle bei der Versorgung Deutschlands mit den klimafreundlichen Energietr\u00e4gern einnehmen.<\/p>\n\n\n\n

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\u201eMit unserer Begleitforschung tragen wir wesentlich dazu bei, das Potenzial Chiles zur Produktion CO2<\/sub>-neutraler Energietr\u00e4ger zu erschlie\u00dfen. Dabei forschen wir entlang der gesamten Wertsch\u00f6pfungskette f\u00fcr die Herstellung von PtX-Produkten und optimieren nicht nur die Prozesskette der Erzeugung, sondern bewerten auch m\u00f6gliche lokale und internationale Absatzm\u00e4rkte und Gesch\u00e4ftsmodelle\u201c, erkl\u00e4rt Projektleiterin Dr. Ramona Schr\u00f6er vom Fraunhofer IEE<\/strong>.<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Die Koordination dieses Forschungsprojektes namens \u201ePower-to-MEDME-FuE\u201c liegt in den H\u00e4nden des Fraunhofer IEE. Daneben sind die Fraunhofer-Institute ISE, IMM, ISC\/HTL, IAP, IKTS und Fraunhofer Chile beteiligt sowie der Lehrstuhl f\u00fcr Thermodynamik mobiler Energiewandlungssysteme der RWTH Aachen und das RILLL Research Institute on Lifelong Learning. Das Bundesministerium f\u00fcr Bildung und Forschung finanziert das Vorhaben mit \u00fcber 11 Millionen Euro.<\/p>\n\n\n\n

Optimierung der Prozesskette: Weniger Kosten, mehr Effizienz<\/h3>\n\n\n
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\"\"<\/a>
Logo Power-to-MEDME
\u00a9 Fraunhofer IEE<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Im Rahmen des dazugeh\u00f6rigen Investitionsprojektes \u201ePower-to-MEDME\u201c plant die Linde GmbH im Norden Chiles eine Pilotanlage zu errichten, die je nach Marktlage gr\u00fcnes Methanol oder Dimethylether (DME) im Megawatt-Bereich produziert. Beide Energietr\u00e4ger lassen sich unter anderem als Kraftstoffersatz f\u00fcr den Transportsektor sowie u.a. lokal im Bereich Bergbau einsetzen. Den ben\u00f6tigten Strom liefert ein lokales Sonnenw\u00e4rmekraftwerk (CSP).<\/p>\n\n\n\n

Um die Produktion kosteng\u00fcnstig und effizient gestalten zu k\u00f6nnen, verfolgen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler neben etablierten Verfahren auch innovative Technologieans\u00e4tze. Au\u00dferdem untersuchen die Forschenden die gesamte Prozesskette mittels verschiedener Simulationen. Unter anderem wird ein digitaler Zwilling f\u00fcr die Methanol- und DME-Synthese erstellt. Zugleich ermitteln sie damit die optimalen technischen, wirtschaftlichen und auch \u00f6kologischen Parameter einer gro\u00dfskaligen Methanol- und DME-Synthese.<\/p>\n\n\n\n

Die Ergebnisse der Simulationen nutzen die Forschenden auch, um den Einsatz vorhandener Technologien zu bewerten sowie die Prozesskette fortlaufend zu optimieren. So nehmen sie etwa Vergleiche der verschiedenen industriell verf\u00fcgbaren Elektrolyse-Technologien vor. Dabei ber\u00fccksichtigen sie auch die Meerwasserentsalzung, da sich die anfallende Abw\u00e4rme dort einsetzen l\u00e4sst. Ebenso f\u00fchren sie umfassende techno\u00f6konomische Analysen durch, unter anderem zur Kalkulation der Gestehungskosten.<\/p>\n\n\n\n

Forschung zu Materialien und Werkstoffen<\/h3>\n\n\n\n

Im Rahmen von \u201ePower-to-MEDME-FuE\u201c befassen sich die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auch mit den Materialien und Werkstoffen, die f\u00fcr die einzelnen Schritte der Prozesskette ben\u00f6tigt werden. So entwickeln sie unter anderem Katalysatoren f\u00fcr die Elektrolyse.<\/p>\n\n\n\n

Das f\u00fcr die Methanol- und DME-Synthese in der Pilotanlage ben\u00f6tigte Kohlendioxid liefert eine chilenische Zementfabrik. Daf\u00fcr wird eine Abscheideanlage installiert, die CO2<\/sub> aus dem Drehrohrofen des Werks gewinnt. F\u00fcr diese Aufgabe erstellen die Forschenden ein Sensorik- und Regelungskonzept, das eine effiziente Prozessf\u00fchrung erm\u00f6glicht.<\/p>\n\n\n\n

Dar\u00fcber hinaus erheben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Daten f\u00fcr die Gestaltung der Transportlogistik, mit Blick auf den Einsatz von DME und anderen Power-to-X-Kraftstoffen in Chile als auch f\u00fcr den Export.<\/p>\n\n\n\n

Skalierung ben\u00f6tigt Qualifizierung von Fachkr\u00e4ften<\/h3>\n\n\n\n

Ein weiteres Themenfeld ist der Einsatz der Energietr\u00e4ger in der Praxis. So soll das erzeugte DME zun\u00e4chst als Kraftstoff in Bestandsflotten f\u00fcr den Schwerlast- und Offroad-Transport verwendet werden. Konkret befassen sich die Expertinnen und Experten hier unter anderem mit der Bewertung von Retrofit-Konzepten zur Umr\u00fcstung von Fahrzeugen auf die neuen Kraftstoffe sowie mit Nachweisen zu ihrer Konformit\u00e4t mit Emissionsnormen.<\/p>\n\n\n\n

Auch die Bewertung der territorialen, sozialen und \u00f6konomischen Aspekte der industriellen Produktion von DME und anderer Wasserstoff-Derivate in Chile ist Teil von \u201ePower-to-MEDME-FuE\u201c, ebenso die \u00d6kobilanzierung der Herstellung und Nutzung von DME und Methanol sowie die Analyse des Energie- und Rohstoffbedarfs.<\/p>\n\n\n\n

Zudem identifizieren die Forschenden Gesch\u00e4ftsmodelle, die den Einsatz der Energietr\u00e4ger in der Region erm\u00f6glichen. In einem zweiten Schritt nehmen sie dann eine technische und wirtschaftliche Bewertung des Exports vor, auch mit Blick auf die Skalierung der Produktionskapazit\u00e4ten sowie der erforderlichen Infrastruktur. Damit gekoppelt ist eine Analyse des Marktbedarfs f\u00fcr verschiedene Entwicklungsszenarien und Sektoren.<\/p>\n\n\n\n

Nicht zuletzt widmet sich das Forschungsprojekt dem Aufbau des n\u00f6tigen Fachwissens in Chile, da es derzeit noch an einheimischen Fachkr\u00e4ften f\u00fcr den Aufbau und Betrieb von Produktionsanlagen fehlt. Die passgenaue Qualifizierung entlang der gesamten Prozesskette soll sicherstellen, dass f\u00fcr die Skalierung ausreichend Expertinnen und Experten zur Verf\u00fcgung stehen.<\/p>\n\n\n\n

\u201eIdeale Voraussetzungen f\u00fcr Hochlauf und Export\u201c<\/h3>\n\n\n\n

Fraunhofer Chile war mit Unterst\u00fctzung des Fraunhofer-Instituts f\u00fcr Solare Energiesysteme ISE und des Fraunhofer IEE f\u00fcr die Projektidee Power-to-MEDME und die Konzeptentwicklung verantwortlich. Projektmanager Lars Metkemeyer von Fraunhofer Chile sieht durch das Etablieren einer kompletten Wertsch\u00f6pfung neuer nachhaltiger Prozesse und Technologien in Chile einen erheblichen Mehrwert f\u00fcr die Entwicklung des Landes. <\/p>\n\n\n\n

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\u201eDer geplante Standort ist dazu einer der attraktivsten weltweit, weil er die au\u00dfergew\u00f6hnlichen solaren Einstrahlungsbedingungen mit einer sehr gut ausgebauten Infrastruktur, ein Zuliefer\u00f6kosystem, die Anbindung an Industrieh\u00e4fen und einen der weltweit gr\u00f6\u00dften Bergbaudistrikte zur lokalen Nutzung von gr\u00fcnem Wasserstoff und seiner Derivate verbindet\u201c, so Metkemeyer<\/strong>.<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Dazu kommen die institutionelle Stabilit\u00e4t sowie die ambitionierten strategischen Ziele Chiles, sich als eine der wichtigsten Exportnationen f\u00fcr gr\u00fcnen Wasserstoff zu positionieren. <\/p>\n\n\n\n

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\u201eDiese Konditionen schaffen eine ideale Voraussetzung f\u00fcr den sp\u00e4teren Hochlauf und die Etablierung einer Exportroute nach Deutschland und Europa\u201c, sagt der Fraunhofer-Forscher<\/strong>.<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n

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\"Kick-off<\/a>
Kick-off Meeting in Kassel zum Start des Power-to-MEDME Projektes. \u00a9 Fraunhofer IEE<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

\u00dcber Fraunhofer IEE<\/h3>\n\n\n\n

Das Fraunhofer-Institut f\u00fcr Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE in Kassel forscht f\u00fcr die Transformation der Energiesysteme. Es entwickelt L\u00f6sungen f\u00fcr technische und wirtschaftliche Herausforderungen, um die Kosten f\u00fcr die Nutzung erneuerbarer Energien weiter zu senken, die Versorgung trotz volatiler Erzeugung zu sichern, die Netzstabilit\u00e4t auf hohem Niveau zu gew\u00e4hrleisten und die Energiewende zu einem wirtschaftlichen Erfolg zu f\u00fchren.<\/p>\n\n\n\n

\u00dcber Fraunhofer ISE<\/h3>\n\n\n\n

Das Fraunhofer-Institut f\u00fcr Solare Energiesysteme ISE in Freiburg ist das gr\u00f6\u00dfte Solarforschungsinstitut Europas. Unsere rund 1.400 Mitarbeitenden arbeiten f\u00fcr ein nachhaltiges, wirtschaftliches, sicheres und sozial gerechtes Energieversorgungssystem auf Basis erneuerbarer Energien. Dazu tragen wir mit unseren Forschungsschwerpunkten Energiebereitstellung, Energieverteilung, Energiespeicherung und Energienutzung bei.<\/p>\n\n\n\n

\u00dcber Fraunhofer IAP<\/h3>\n\n\n\n

Am Fraunhofer IAP werden Iridium-reduzierte nanoskalige Katalysatoren entwickelt und auf Effizienz sowie auf Stabilit\u00e4t getestet. Diese kosteng\u00fcnstigeren Katalysatoren werden in der Wasser-Elektrolyse am Anfang der Prozesskette von \u201ePower-to-MEDME\u201c eingesetzt und stellen sicher, dass zuverl\u00e4ssig gr\u00fcner Wasserstoff f\u00fcr die Methanol- und DME-Synthese bereitgestellt wird.<\/p>\n\n\n\n

\u00dcber Fraunhofer IKTS<\/h3>\n\n\n\n

Das Fraunhofer-Institut f\u00fcr Keramische Technologien und Systeme IKTS betreibt anwendungsorientierte Forschung f\u00fcr Hochleistungskeramik vom Werkstoff \u00fcber die Herstellungsverfahren bis zum Pilotsystem. Erg\u00e4nzt wird das Portfolio um die Kompetenzen Werkstoffdiagnose und -pr\u00fcfung. Im Fokus der Forschung stehen nachhaltige und wirtschaftliche L\u00f6sungen f\u00fcr Ressourcenschonung, Energiewende und Digitalisierung.<\/p>\n\n\n\n

\u00dcber Fraunhofer IMM<\/h3>\n\n\n\n

Das Fraunhofer IMM forscht in den Bereichen Chemie, Energie und Diagnostik. Unser Gesch\u00e4ftsbereich ENERGIE besch\u00e4ftigt sich mit der mobilen und dezentralen Bereitstellung und Speicherung elektrischer Energie mit Blick auf nachhaltige Energietr\u00e4ger. Wir bauen auf den Einsatz von mikrostrukturierten Reaktoren und Katalysatoren. Dar\u00fcber hinaus bieten wir Systementwicklung und Prozessintensivierung an.<\/p>\n\n\n\n

\u00dcber Fraunhofer ISC<\/h3>\n\n\n\n

Das Fraunhofer-Institut f\u00fcr Silicatforschung ISC ist eines der f\u00fchrenden FuE-Zentren f\u00fcr materialbasierte Forschung und Entwicklung f\u00fcr Ressourceneffizienz, Energie, Gesundheit, Umwelt- und Klimaschutz. Zentrales FuE-Thema seines Zentrums f\u00fcr Hochtemperaturwerkstoffe und -design HTL sind effiziente Thermoprozesse. Daf\u00fcr bietet das HTL Beratungen, Bauteil- und Prozessentwicklungen, Bemusterungen, Messungen und Spezialanlagen an. Auf dem Gebiet der Hochtemperaturmessverfahren und keramischen Faserverbundwerkstoffe nimmt das HTL eine international f\u00fchrende Rolle ein.  <\/p>\n\n\n\n

Fraunhofer Chile Research<\/h3>\n\n\n\n

Fraunhofer Chile Research ist ein Zentrum f\u00fcr angewandte Forschung, das Technologien f\u00fcr die Dekarbonisierung der Industrie und die Einbindung erneuerbarer Energien in komplexe industrielle Prozesse entwickelt. Das Zentrum f\u00fcr Solarenergietechnologien (CSET) ist Teil des Netzwerks der Fraunhofer-Gesellschaft (Deutschland).<\/p>\n\n\n\n

\u00dcber RWTH Aachen University<\/h3>\n\n\n\n

Am Lehrstuhl f\u00fcr Thermodynamik mobiler Energiewandlungssysteme und Center for Mobile Propulsion (CMP) der RWTH Aachen University werden unter Leitung von Prof. Dr.-Ing. (USA) Stefan Pischinger steht die Forschung an effizienten Brennverfahren, alternativen Kraftstoffen und die Verbesserung der Motormechanik und der Abgasnachbehandlungssysteme genauso im Fokus wie die Erforschung von hybriden Antriebsstr\u00e4ngen, die Elektromobilit\u00e4t, mechatronische Systeme oder auch die Brennstoffzellenforschung.<\/p>\n\n\n\n

\u00dcber Research Institute on Lifelong Learning<\/h3>\n\n\n\n

Das Research Institute on Lifelong Learning (RILLL) hat \u2013 im Verbund mit dem FiBS Forschungsinstitut f\u00fcr Bildungs- und Sozial\u00f6konomie \u2013 langj\u00e4hrige Erfahrung und wissenschaftliche Expertise im Bereich des lebenslangen Lernens sowie in der strategischen Personal- und Fachkr\u00e4fteplanung.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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