2021-07-01  –  2024-06-30

353.377,60 EUR

Technische Universität - Professur für Regenerative Energiesysteme, Straubing, Bayern

03EI5432A

Energetische Biomassenutzung [EB1920]

01233263/1  –  WinZell

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESI5)

Energie

In dem Vorhaben WinZell wird die Einbindung von Wasserstoff in ein Zellstoffwerk geprüft. Zellstoffwerke sind Stromproduzenten und zudem bedeutende Quellen für biogenes CO2. Unter diesen Umständen kann die Integration einer Power-to-X-Anlage (PtX-Anlage) unter ökologischen und ökonomischen Gesichtspunkten vorteilhaft sein. Mit einer Pfadanalyse sollen die Verwertungspfade für Wasserstoff aus elektrischer Energie und mögliche andere Produkte auf Basis von Wasserstoff identifiziert werden. Dabei werden Produkte zur werksinternen als auch externen Nutzung betrachtet. Aus der Pfadanalyse wird ein Tool für die konzeptionelle Auslegung von PtX-Anlagen in Zellstoffwerken abgeleitet. Damit können die Ergebnisse auf verschiedene Zellstoffwerke übertragbar gemacht werden. Im Rahmen einer Systemsimulation werden drei chemische Verwertungspfade von Wasserstoff mit Massen- und Energiebilanzen beschrieben. Außerdem wird mit der Systemsimulation die Möglichkeiten zur werksinternen Wärmeintegration der Abwärme aus einer PtX-Anlage geprüft. Abschließend wird eine techno-ökonomische Analyse der drei Prozesse durchgeführt. Methanol fällt im Zellstoffherstellungsprozess an und stellt daher ein mögliches Zielprodukt der PtX-Kette dar. Es soll simulativ und experimentell die Aufreinigung per Destillation der beiden Methanolsorten (aus Holz und Strom) wirtschaftlich und energetisch optimiert werden. Abschließend wird eine Ökobilanz für die entwickelten PtX-Konzepte erstellt, um die Umweltauswirkungen der PtX-Produkte mit anderen Herstellungsverfahren zu vergleichen und umweltrelevante Hotspots zu identifizieren.