E-Fuels aus Emissionen
Seit seinem Start im Jahr 2021 strebt das EU-finanzierte Projekt ECO2Fuel(öffnet in neuem Fenster) eine kohlenstoffarme, klimaresistente europäische Zukunft an, indem es die Einführung von Technologien zur Kohlenstoffabscheidung und -nutzung (carbon capture and utilisation, CCU) beschleunigt. Um dies zu erreichen, entwickelt das Unternehmen den weltweit ersten 1-MW-Niedertemperatur-Elektrolyseur, der nachhaltige flüssige Brennstoffe produzieren kann. Das ECO2Fuel-System wandelt abgeschiedenes CO2 mithilfe von erneuerbarer Elektrizität und Wasser direkt in Elektrokraftstoffe bzw. E-Fuels um. Durch die Demonstration dieser Technologie im industriellen Maßstab will das Projekt E-Fuels als praktikable Methode zur Emissionsreduzierung in den kohlenstoffintensivsten Sektoren Europas etablieren.
Von 50 kW zu 1 MW
Im Jahr 2024 entwickelte ECO2Fuel einen 50-kW-Elektrolyseur-Stack, die zentrale Komponente des Systems, das Wasser mithilfe von Strom in Wasserstoff und Sauerstoff aufspaltet. Das Elektrolyseursystem des Projekts kann bei erhöhtem Druck betrieben werden, das Gas kontinuierlich überwachen und das kathodische Gasgemisch neu aufbereiten, um die Menge an umgewandeltem CO2 zu erhöhen. In einer Pressemitteilung von „MarineLink“(öffnet in neuem Fenster) heißt es, die Skalierung des Systems auf 1 MW sei ein wichtiges Ziel, dessen Erprobung für das Jahr 2026 ins Auge gefasst ist. Um dies zu ermöglichen, kommen im 50-kW-Stack 25 Zellen mit Maßen von je 1.500 cm² zum Einsatz, was eine Gesamtfläche von 3,75 m² ergibt. Die 1.500 cm² große Zelle ist ein bedeutender technologischer Meilenstein im Bereich der Protonenaustauschmembran-Elektrolyseuren und ermöglicht eine Skalierung auf Systeme im Megawatt-Bereich. ECO2Fuel hat bezüglich der Skalierung bereits mehrere Hürden genommen. Hierzu zählen die Stack-Abdichtung bei höheren Drücken, die Steuerung des Gas- und Flüssigkeitsflusses sowie die strukturelle Integrität der Stack-Komponenten. Der deutsche Projektpartner RWE Power hat zudem erfolgreich eine neue Methode zur Notstromerzeugung mit E-Fuels vorgestellt, bei der ein stationärer Motor mit einer elektrischen Leistung von 200 kW zum Einsatz kommt. Die Abgase des Motors wurden in eine Kohlenstoffabscheidungsanlage geleitet, die zur Entfernung von CO2 ein chemisches Verfahren auf Aminbasis einsetzt. Dieses System scheidet 7,2 Tonnen CO2 pro Tag ab, was 90 % des im Abgasstrom enthaltenen CO2 entspricht. Neuere Tests ergaben sogar eine Abscheidungsrate von 99,8 %, sodass die CO2-Konzentration im Abgas der Anlage geringer war als in der Atmosphäre. Das abgeschiedene CO2 wird dann als Rohstoff für das 1-MW-Elektrolyseursystem von ECO2Fuel verwendet. Die vom System produzierten kohlenstoffbasierten E-Fuels können dann wieder in den Motor eingespeist werden, wodurch ein Kreislauf entsteht, der Kohlenstoff recycelt, anstatt ihn in die Atmosphäre freizusetzen. Auf diese Weise wird ein Kohlenstoffkreislauf erreicht. Tudy Bernier, Policy Director bei CO2 Value Europe – einem internationalen Verband, der die gesamte CCU-Wertschöpfungskette in Europa vertritt –, betonte die strategisch wichtige Rolle von CCU im europäischen Green Deal: „CCU wird nicht die einzige Lösung sein, die wir brauchen, aber sie wird definitiv einen erheblichen Beitrag leisten, insbesondere für Sektoren, in denen Emissionssenkungen schwer zu erreichen sind, wie in der Luftfahrt, Schifffahrt und Schwerindustrie. Dies sind Bereiche, in denen die Elektrifizierung entweder technisch komplex oder auf kurze Sicht noch nicht wirtschaftlich rentabel ist und denen Drop-in-CCU-Kraftstoffe eine realistischere Alternative zu fossilen Optionen bieten können.“ Das Projekt ECO2Fuel (LARGE-SCALE LOW-TEMPERATURE ELECTROCHEMICAL CO2 CONVERSION TO SUSTAINABLE LIQUID FUELS) trägt dazu bei, diese umweltfreundliche Alternative praktikabel zu machen. Weitere Informationen: Website des Projekts ECO2Fuel(öffnet in neuem Fenster)
