Seit den 1980er Jahren gilt Methanol als klimafreundlicher “Kraftstoff der Zukunft”. Genutzt wird es bisher allerdings hauptsächlich in der chemischen Industrie zur Herstellung von Stoffen wie Formaldehyd oder als Lösungsmittel, zum Beispiel für Farbstoffe. Als Kraftstoff spielt es bislang nur eine untergeordnete Rolle. Das könnte sich allerdings in nicht allzu ferner Zukunft ändern, wenn die Möglichkeit, Methanol aus CO2 herzustellen, weiter ausgebaut wird. Im Rahmen des von der EU finanzierten Projekts FReSMe (From Residual Steel gases to Methanol) untersuchten Wissenschaftler diesen Weg, um die CO2-Emissionen der Stahlindustrie zu senken und um Frachtschiffe anzutreiben.
Aktuell sind die Stahlindustrie mit rund 8 % der Emissionen und der maritime Sektor mit ca. 2,5 % der Emissionen zwei der größten CO2-Verursacher der Welt. Eine neuartige Umwandlungstechnologie, die speziell für Stahlwerkskraftwerke entwickelt wurde, könnte beide Bereiche künftig weit umweltfreundlicher machen. Hierzu kombinierte das Projekt FReSMe eine innovative CO2-Abscheidungstechnologie mit einem modernen Verfahren zur Methanolsynthese.
Alternative zu fossilen Brennstoffen
“Das Ganze findet während der Stahlherstellung statt. Es werden mehrere Gasströme erzeugt, die normalerweise im Kraftwerk des Stahlwerks verbrannt oder zur Stromerzeugung verwendet werden. Dieser Prozess erzeugt große Mengen an CO2-Emissionen“, erklärt David Cuesta Pardo, Koordinator des Projekts im Auftrag der Everis-Tochtergesellschaft I-Deals. “Mit FReSMe können wir CO2 wiederverwerten und in Methanol umwandeln, das wertvoller ist als der Strom, den man stattdessen produzieren würde. Überschüssiges CO2, das nicht für die Methanolgewinnung genutzt wird, wird für den Transport und die Lagerung aufbereitet, was eine weitreichende Dekarbonisierung der Stahlerzeugung ermöglicht.“
Auch als Alternative zu fossilen Brennstoffen aus dem Meer eignet sich das von FReSMe produzierte Methanol, denn es ist nicht nur sicher sondern auch kostengünstig, sauber und reichlich verfügbar. Indem aus dem CO2 Methanol erzeugt wird, werden auch die Schwefeloxid-, Stickoxid- und Partikelemissionen der Stahlindustrie maßgeblich reduziert. Dies könne der Branche helfen, künftige Emissionsvorschriften zu erfüllen, ohne dass Schiffseigner hohe Investitionen tätigen müssen, betonen die Forscher. Die Internationale Seeschifffahrtsorganisation hat sich zum Ziel gesetzt, die Emissionen bis zum Jahr 2050, im Vergleich zu 2008, um 50 % zu senken.
“Methanol enthält keinen Schwefel und erzeugt keine Rußemissionen. Es kann in umgerüsteten Motoren verbrannt werden und ist bei Umgebungsdruck und -temperatur flüssig, was die Lagerung und den Bunkerbetrieb vereinfacht”, erklärt Cuesta Pardo. “Das CO2-arme Methanol von FReSMe geht sogar noch einen Schritt weiter, da es im Gegensatz zu Methanol, das aus erdgasbasierten Rohstoffen hergestellt wird, zur Dekarbonisierung des Schiffsverkehrs beiträgt.”
Nächstes Ziel: Fährschiff mit FReSMe-Methanol antreiben
Dass ihre Methode funktioniert, haben die Forscher bereits demonstriert. Sie haben mehrere Tonnen Methanol mit Hochofengas aus dem SSAB-Stahlwerk in Luleå (Schweden) hergestellt. “Jetzt konzentrieren wir uns auf die Analyse des im Rahmen der Tests erzeugten Methanols, um unsere bisherige Arbeit zu validieren, ehe wir unseren letzten Meilenstein erreichen“, so Cuesta Pardo. Dieser Meilenstein ist, das Fährschiff Stena Germanica, das Göteborg und Kiel verbindet, mit dem Methanol-Kraftstoff von FReSMe anzutreiben. Das ehemalige Kreuzfahrtschiff ist seit 2001 in Betrieb und war nach seiner Umrüstung im Jahr 2015 das erste große Schiff, das mit Methanol betrieben wurde.
Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass die FReSMe-Methode in Zukunft weit über den Stahlsektor hinaus genutzt wird. Methanol könne in der Tat ein Wegbereiter für die Entwicklung von umweltfreundlichem Wasserstoff und der damit verbundenen erneuerbaren Energie werden, die zu dessen Gewinnung benötigt wird, sagen sie. Methanol sei ein äußerst vielseitiger Alkohol, der häufig als chemischer Baustein und in Treibstoffanwendungen eingesetzt werde. “Die CO2-armen Methanol-Kraftstoffmischungen von FReSMe können die Emissionen des Straßenverkehrs durch Fahrzeugflotten mit Verbrennungsmotoren und die Betankungsinfrastruktur verringern”, so Cuesta Pardo. “Das Methanol kann direkt mit Benzin gemischt, zur Herstellung von Biodiesel sowie von MTBE-Zusatz für Benzin und in der Biodieselproduktion verwendet werden.“
Der Spanier ist zuversichtlich, dass die großflächige Einführung von umweltfreundlichem Wasserstoff schon sehr bald erfolgen kann – die richtige Politik und die richtigen Bestimmungen vorausgesetzt. Die Technologie der Methanolsynthese habe den kommerziellen Status erreicht.
Auch interessant:
Wer „killte“ den Wasserstoff-Pkw?
“Green Operation for Future Aviation“ – Klimaneutrale Produktion von Wasserstoff-Flugzeugen
Wasserstoffkraftwerk und Windrad für Jeden im eigenen Garten
Emissionsfrei: Neues Verfahren zur Gewinnung von Wasserstoff und Karbon aus Erdgas
