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Durch den Einsatz von PtX-Technologien kann Strom aus erneuerbaren Energien für die Herstellung CO2-armer synthetischer Energieträger (Powerfuels) und chemischer Grundstoffe genutzt werden.

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Durch den Einsatz von PtX-Technologien kann Strom aus erneuerbaren Energien für die Herstellung CO2-armer synthetischer Energieträger (Powerfuels) und chemischer Grundstoffe genutzt werden.

Ausgangspunkt der betrachteten PtX-Technologien ist die elektrolytische Herstellung von Wasserstoff durch den Einsatz von EE-Strom (via Elektrolyse). Der Wasserstoff kann anschließend direkt verwendet oder gespeichert werden. Um weitere Anwendungsgebiete zu erschließen, kann der gewonnene Wasserstoff unter Zuhilfenahme anderer Gase wie CO2 und Stickstoff (N2) in zusätzlichen Prozessen weiterverarbeitet werden. Ein Vorteil der dabei entstehenden Powerfuels ist, dass diese zum Teil über bereits vorhandene Infrastrukturen wie Gasnetze und Tankstellen oder in der chemischen Industrie direkt genutzt werden können. Für die Gewinnung des benötigten CO2 stehen mehrere Möglichkeiten zur Verfügung. In Frage kommt zum einen die Abscheidung aus konzentrierten Quellen, wie der Aufbereitung von Biogas oder aus Industrieprozessen. Zum anderen kann CO2 direkt aus der Atmosphäre gewonnen werden, wodurch ein direkter CO2-Kreislauf entstehen würde. Da N2 einer der Hauptbestandteile der atmosphärischen Luft ist, kann N2 direkt aus der Luft durch eine Luftzerlegungsanlage gewonnen werden.

Synthetische Flüssigkraftstoffe können entweder durch Methanol- oder Fischer-Tropsch-Synthese hergestellt werden. Bei der Methanolsynthese wird in einem ersten Schritt Methanol aus Wasserstoff und Kohlendioxid oder Kohlenmonoxid (CO) erzeugt. Das Methanol kann entweder direkt verwendet oder in synthetische Flüssigkraftstoffe (Diesel, Benzin, Kerosin) umgewandelt werden. Bei der Herstellung via Fischer-Tropsch-Synthese wird aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff ein Roh-Flüssigkraftstoff hergestellt, der anschließend raffiniert wird.

Chemikalien, die derzeit aus fossilen Brennstoffen gewonnen werden, könnten künftig auch aus Wasserstoff und weitergehenden chemischen Synthesen erzeugt werden. Ammoniak lässt sich beispielsweise über die Ammoniaksynthese herstellen, bei welcher Wasserstoff und Stickstoff zu Ammoniak synthetisiert werden. Im Falle von Olefin-Chemikalien kann synthetisches Methanol aus Wasserstoff und Kohlendioxid durch eine „Methanol-zu-Olefinen“-Reaktion (engl. „MTO“) in Ethylen und Propylen umgewandelt werden. Eine Übersicht mit beispielhaften Einsatzgebieten ist hier zu finden.

Wasserstoff ist der Ausgangsstoff für eine Vielzahl an Treibstoffen und Grundchemikalien wie. Ammoniak und Harnstoff, Methanol, die Olefine Ethylen und Propylen. Der Begriff Grundchemikalien beschreibt, dass diese Stoffe als Ausgangstoffe für alle weiteren chemischen Produkte verwendet werden. Die Produktion der Grundchemikalien ist für ca. 75 Prozent aller CO2 Emissionen innerhalb der Chemieindustrie verantwortlich[1].

 

[1] VCI (2019): Roadmap Chemie 2050, online abrufbar: https://www.vci.de/vci/downloads-vci/publikation/2019-10-09-studie-roadmap-chemie-2050-treibhausgasneutralitaet.pdf

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