Deutschland will seinen Bedarf an grünem Wasserstoff und Folgeprodukten künftig zu einem großen Teil durch Importe decken. Mit seinem großen Potenzial für Solarenergie, und stabilen ökonomischen Bedingungen kann Chile laut den Forscher:innen des Fraunhofer-Instituts für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE einen wichtigen Beitrag für die Erzeugung von grünem Wasserstoff und Derivaten liefern. Somit könne Chile eine zentrale Rolle bei der Versorgung Deutschlands mit den klimafreundlichen Energieträgern einnehmen. Das Forschungsprojekt „Power-to-MEDME-FuE“ soll den Weg für den Aufbau einer großskaligen Produktion von grünem Wasserstoff und seinen Folgeprodukten in Chile ebnen.

„Mit unserer Begleitforschung tragen wir wesentlich dazu bei, das Potenzial Chiles zur Produktion CO₂-neutraler Energieträger zu erschließen. Dabei forschen wir entlang der gesamten Wertschöpfungskette für die Herstellung von PtX-Produkten und optimieren nicht nur die Prozesskette der Erzeugung, sondern bewerten auch mögliche lokale und internationale Absatzmärkte und Geschäftsmodelle“, sagt Projektleiterin Ramona Schröer vom Fraunhofer IEE.

Pilotanlage für Wasserstoff aus Solarenergie geplant

Im Rahmen des dazugehörigen Investitionsprojektes „Power-to-MEDME“ plant die Linde GmbH im Norden Chiles eine Pilotanlage zu errichten, die je nach Marktlage grünes Methanol oder Dimethylether (DME) im Megawatt-Bereich produziert. Den benötigten Strom liefert ein lokales Sonnenwärmekraftwerk (CSP).

Um die Produktion kostengünstig und effizient gestalten zu können, verfolgen die Wissenschaftler:innen neben etablierten Verfahren auch neue Technologieansätze. Außerdem untersuchen die Forschenden die gesamte Prozesskette mittels verschiedener Simulationen. Die Ergebnisse der Simulationen nutzen die Forschenden, um den Einsatz vorhandener Technologien zu bewerten sowie die Prozesskette fortlaufend zu optimieren. So nehmen sie etwa Vergleiche der verschiedenen industriell verfügbaren Elektrolyse-Technologien vor. Dabei berücksichtigen sie auch die Meerwasserentsalzung, da sich die anfallende Abwärme dort einsetzen lässt. Ebenso führen sie umfassende technoökonomische Analysen durch, unter anderem zur Kalkulation der Gestehungskosten.

Zementfabrik liefert CO₂

Das für die Methanol- und DME-Synthese in der Pilotanlage benötigte Kohlendioxid liefert eine chilenische Zementfabrik. Dafür wird eine Abscheideanlage installiert, die CO₂ aus dem Drehrohrofen des Werks gewinnt. Für diese Aufgabe erstellen die Forschenden ein Sensorik- und Regelungskonzept, das eine effiziente Prozessführung ermöglicht. Darüber hinaus erheben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Daten für die Gestaltung der Transportlogistik, mit Blick auf den Einsatz von DME und anderen Power-to-X-Kraftstoffen in Chile als auch für den Export.

Zudem identifizieren die Forschenden Geschäftsmodelle, die den Einsatz der Energieträger in der Region ermöglichen. In einem zweiten Schritt nehmen sie dann eine technische und wirtschaftliche Bewertung des Exports vor, auch mit Blick auf die Skalierung der Produktionskapazitäten sowie der erforderlichen Infrastruktur. Damit gekoppelt ist eine Analyse des Marktbedarfs für verschiedene Entwicklungsszenarien und Sektoren.

Nicht zuletzt widmet sich das Forschungsprojekt dem Aufbau des nötigen Fachwissens in Chile, da es derzeit noch an einheimischen Fachkräften für den Aufbau und Betrieb von Produktionsanlagen fehlt. Die passgenaue Qualifizierung entlang der gesamten Prozesskette soll sicherstellen, dass für die Skalierung ausreichend Expertinnen und Experten zur Verfügung stehen.

Die Koordination des Forschungsprojektes „Power-to-MEDME-FuE“ liegt in den Händen des Fraunhofer IEE. Daneben sind die Fraunhofer-Institute ISE, IMM, ISC/HTL, IAP, IKTS und Fraunhofer Chile beteiligt sowie der Lehrstuhl für Thermodynamik mobiler Energiewandlungssysteme der RWTH Aachen und das RILLL Research Institute on Lifelong Learning. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung finanziert das Vorhaben mit über 11 Millionen Euro.

Auch Windenergie in Chile eigent sich zur Herstellung von E-Fuels.

Quelle: Fraunhofer IEE | solarserver.de © Solarthemen Media GmbH