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Bis zu 200 Liter synthetisches Kraftstoffgemisch pro Tag produziert die Containeranlage im Energy Lab 2.0 (Foto: Amadeus Bramsiepe, KIT)
Bis zu 200 Liter synthetisches Kraftstoffgemisch pro Tag produziert die Containeranlage im Energy Lab 2.0 (Foto: Amadeus Bramsiepe, KIT)

Der Einsatz synthetischer Kraftstoffe könnte zukünftig
Treibhausgasemissionen von Flugreisen und Schwertransporten minimieren.
Mit einer Power-to-Liquid Anlage von INERATEC, die das Karlsruher Institut
für Technologie (KIT) gemeinsam mit dem Spin-off am Energy Lab 2.0
betreibt, rückt das in greifbare Nähe. Die modulare Anlage ist in einem
Container untergebracht und soll nun von der Ausgründung in Serie
gefertigt werden

Der Einsatz synthetischer Kraftstoffe könnte zukünftig
Treibhausgasemissionen von Flugreisen und Schwertransporten minimieren.
Mit einer Power-to-Liquid Anlage von INERATEC, die das Karlsruher Institut
für Technologie (KIT) gemeinsam mit dem Spin-off am Energy Lab 2.0
betreibt, rückt das in greifbare Nähe. Die modulare Anlage ist in einem
Container untergebracht und soll nun von der Ausgründung in Serie
gefertigt werden.

Diese Presseinformation finden Sie mit Foto zum Download unter:
https://www.kit.edu/kit/ pi_2021_069_synthetische-kraftstoffe-
containeranlage-am-kit-im-gekoppelten-betrieb-erfolgreich.php

„Das ist der letzte Ausbauschritt auf dem Weg zu einem industriellen
Einsatz“, sagt Professor Roland Dittmeyer vom Institut für
Mikroverfahrenstechnik des KIT. „Anlagen dieser Bauweise werden weltweit
dazu beitragen, den Transportsektor und die chemische Industrie mit
E-Fuels sowie E-Chemicals nachhaltiger zu gestalten.“ Die Anlage steht auf
dem Gelände des Energy Lab 2.0 am Campus Nord des KIT. Sie produziert aus
Kohlendioxid (CO2) und erneuerbarem Wasserstoff (H2) ein synthetisches
Kraftstoffgemisch, auch SynCrude genannt, das zu synthetischem Kerosin,
Diesel und Benzin weiterverarbeitet werden kann. „Dafür sind zwei
Reaktorstufen notwendig, die wir zum ersten Mal gekoppelt, mit einem
verbesserten Design und in einem für die Technologieentwicklung relevantem
Maßstab betreiben“, sagt Dittmeyer. „Wir können bis zu 200 Liter
Kraftstoff pro Tag erzeugen.“

Innovative Technologie von INERATEC

Die langkettigen Kohlenwasserstoffe des SynCrudes werden in einer der
Reaktorstufen mittels Fischer-Tropsch-Synthese (FT-Synthese) aus
Synthesegas hergestellt, das hauptsächlich aus Kohlenstoffmonoxid (CO) und
H2 besteht. Es wird in dem anderen der FT-Synthese vorgeschalteten Reaktor
durch die rückwärtige Wassergas-Shift-Reaktion (RWGS) erzeugt. Der RWGS-
Reaktor ist aus mikrostrukturierten Platten aufgebaut, die einen flexiblen
Betrieb der Anlage ermöglichen und für mehr Leistungsfähigkeit sorgen. Das
neue Design dieser Platten wurde nun im gekoppelten Betrieb erfolgreich
demonstriert. „Mit dem optimierten RWGS-Reaktor lassen sich die Reaktionen
jetzt noch präziser steuern, und so konnten wir den Prozess signifikant
verbessern“, sagt Dr. Tim Böltken, einer der Geschäftsführer von INERATEC.
Jede Stunde könne bis zu drei Kilogramm Wasserstoff aus Elektrolyseuren
verarbeitet werden. „Das entspricht einer Anschlussleistung von 125
Kilowatt, und das setzt weltweit Maßstäbe“, so Böltken.

Im nächsten Schritt erfolgt die Serienproduktion

Die Demonstration der RWGS Reaktor-Technologie von INERATEC auf dieser
Skalierungsstufe stellt den letzten wichtigen Schritt in einem
universitären Forschungsumfeld dar. Über weitere Skalierung,
Standardisierung und Vervielfältigung will das Unternehmen die Power-
to-X-Technologie danach schnell und kostengünstig mit einer
Serienproduktion bereitstellen können. Über das Projekt IMPOWER2X wird das
Spin-off des KIT von der Europäischen Union mit 2,5 Millionen Euro
gefördert.

Bereits 2019 wurde in der ersten Förderphase des Kopernikus-Projekts P2X
die weltweit erste vollintegrierte Anlage zur Produktion von „Sprit aus
Luft und grünem Strom“ am KIT in Betrieb genommen. Die Anlage produzierte
täglich ungefähr zehn Liter synthetische Kraftstoffe und kombinierte die
CO2-Abscheidung aus der Luft, eine Hochtemperaturelektrolyse zur
Synthesegaserzeugung, die FT-Synthese sowie die Produktaufbereitung zum
fertigen Kraftstoff. Aktuell, in der zweiten Förderphase von P2X, wird
diese Prozesskette in der Skalierung von 250 Kilowatt im Energy Lab 2.0
aufgebaut und soll dann ab 2022 etwa 200 bis 300 Liter Kraftstoff pro Tag
direkt aus dem CO2 der Luft erzeugen. (mhe)

Weitere Informationen: https://www.elab2.kit.edu/power2liquid.php

Details zum KIT-Zentrum Energie: https://www.energie.kit.edu/index.php