Fraunhofer UMSICHT 的低温
总部位于柏林的气候技术初创公司 C 1及其合作伙伴——弗劳恩霍夫风能系统研究所 IWES、弗劳恩霍夫环境、安全和能源技术研究所 UMSIHT、DBI-Gastechnologisches Institut gGmbH Freiberg 和柏林工业大学– 宣布启动“Leuna100”项目。该项目的目标是大规模生产用于海洋和航空应用的市场就绪的绿色甲醇。甲醇被认为是这些行业去石化并摆脱对石油依赖的关键。为了实现这一目标，专家联盟依靠新的 C 1 催化工艺生产绿色甲醇。该项目由德国联邦数字事务和运输部 (BMDV) 资助，未来三年总计 1040 万欧元。
目前，仅航运一项就排放了约 11 亿吨二氧化碳（约占全球 CO 2 排放量的 3%）以及其他对健康有害的空气污染物，例如硫氧化物、氮氧化物或颗粒物。 用可再生海洋燃料替代化石石油每年可以节省超过十亿吨的CO 2 。对于集装箱船来说，绿色甲醇作为气候中性燃料替代品目前越来越受欢迎。
今天的甲醇生产基于具有百年历史、设计精良且排放密集型的制造工艺，该工艺以化石天然气或煤炭为基础。C 1 开发了一种新型高效催化剂，彻底改变了这一过程。这使得能够利用生物质或CO 2等非化石原料经济高效地生产绿色甲醇。该工艺将促进甲醇经济，其中所利用的碳在连续循环中使用，而不是产生额外的CO 2 排放。
“1923 年，世界上第一座商业甲醇工厂在洛伊纳建成。100 年后，我们在同一地点彻底改造甲醇生产工艺，延续这一成功故事。”作为 C 1联合创始人、负责该项目的Christoph Zehe 博士解释道。“我们特此为有效利用可再生原材料在工业规模上生产绿色甲醇铺平了道路，并为洛伊纳化学园区作为绿色化学的未来所在地的发展做出了重要贡献。”
为了将电子甲醇工艺推向市场，各个工艺步骤，特别是它们与工艺链的耦合，需要进行优化和升级。该项目的目标是在全球范围内首次在实际条件下实现基于电力的合成气生成的整个过程以及彻底重新开发的甲醇合成工艺。
“气候危机正在迫使我们前所未有地雄心勃勃地减少 CO 2 排放。德国和欧盟制定了运输部门的固定目标和可再生燃料的配额。然而，航运和航空等难以实现电气化的行业在技术上尚无成熟的方法来以经济且可扩展的方式满足这一要求。基于绿色氢和CO 2的再生燃料 提供了一种替代方案，但尚未准备好进入市场。这正是 Leuna100 的用武之地，它创新了从 CO 2 到甲醇的完整工艺链，并建立了最有利的绿色甲醇生产工艺”，Kai Junge Puring 博士解释道，Fraunhofer UMSIHT 项目经理。
Fraunhofer IWES 氢气实验室和现场测试部门负责人 Michael Seirig补充道：“Leuna100 项目解决了一个核心挑战：目前可再生燃料领域发展势头强劲，有许多单独的创新。缺少的是将它们连接起来以真正实现大规模的市场增长。可再生燃料生产的许多步骤都可以通过电气化转化为可再生能源。然而，实际上，生产的去化石化不仅需要启用各个子步骤，还需要作为一个整体进行耦合和负载服务操作。在这里，BMDV 资金为实现这一目标创造了机会。通过洛伊纳氢实验室，弗劳恩霍夫 IWES 还提供了用于测试 H 2的独特研究基础设施 以及工业规模和真实条件下的 PtX 技术——因此我们为该项目提供了最佳条件。”
“Leuna100”项目于2023年8月在洛伊纳化工园区启动，将运行三年。作为可再生燃料资助计划的一部分，德国联邦数字和交通部为其提供了总计 1040 万欧元的资助。可再生燃料开发的资助方针由 NOW GmbH 负责协调，并得到项目管理机构 VDI/VDE Innovation + Technik GmbH 和 Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e 的支持。五、
C 1 提供了用于甲醇均相催化的新型催化剂和反应器，该催化剂和反应器是内部开发的，并与哈雷（萨勒河）的 OilRoq 公司合作实现。这将与 CO 2的两种不同技术配合使用以合成气为原料的生产：Fraunhofer UMSICHT 正在提供新型低温共电解，DBI-Gastechnologisches Institut gGmbH Freiberg 正在使用反向水煤气变换工业装置。Fraunhofer IWES 提供洛伊纳氢实验室的现场位置和基础设施，并评估组件和整个过程的负载灵活性。柏林工业大学正在开发一种基于动态整体过程模型的高效操作概念，并正在创建面向应用的数学方法来评估和优化负载灵活性。
除了基于电力和负载灵活使用合成气发电的潜力之外，一项核心创新是甲醇发电本身的均相催化。与过去不同的是，它在世界上首次不是采用固体催化剂的二维表面反应（多相催化），而是采用液相中的三维、可规模化反应（均相催化），由C 1发起。这不仅具有高度选择性、更具可扩展性并且适合负载灵活的操作，而且无论工厂规模如何，它都具有成本优势。
所使用的CO 2 源自工业过程排放。凭借集成的端到端工艺链，“Leuna100”为符合 RED II 标准的绿色甲醇生产创造了先决条件。对所生产的甲醇作为船用燃料和进一步加工成煤油的适用性进行最终评估，以确保其适用性。
