Forschungsprojekt Power-to-MEDME-FuE

Power-to-MEDME-FuE

Förderung Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF
Projektlaufzeit 01.10.2023 – 31.07.2025
Bearbeitende Fraunhofer IEE Dr. Ramona Schröer (Projektleitung), Jochen Bard, Dr. André Bisevic, Johann Fetköter, Dr. Ulrike Fuchs, Dayana del Carmen Granford Ruiz, Maximilian Pfennig, Marie Plaisir
Projektpartner Fraunhofer Chile Research, Fraunhofer ISE, Fraunhofer IMM, Fraunhofer ISC/HTL, Fraunhofer IAP-CAN, Fraunhofer IKTS, RWTH Aachen, FIBS RILL
Teilvorhaben Fraunhofer IEE
Technische und wirtschaftliche Optimierung der Prozesskette, Geschäftsmodell und Märkte

Projektbeschreibung

Das Projekt beinhaltet die begleitenden Forschungsaktivitäten zu „Power-to-MEDME", dem großskaligen Aufbau der Produktion von grünem Methanol und Dimethylether (DME) in Chile, und entwickelt wichtige Rahmenbedingungen für die Weiterführung (im folgenden Modul 1 genannt). Das Projekt umfasst Aufgaben entlang der gesamten Prozesskette, beginnend mit der Herstellung von grünem Wasserstoff aus erneuerbarer Energie EE, über die CO₂-Abscheidung bis zum Produkt Dimethylether (DME). Ziel sind dabei die Kostensenkung und Effizienzsteigerung der verschiedenen Vorgänge selbst. In der Begleitforschung zum Modul 1 werden die Prozesse und die Prozesskette simuliert sowie Materialentwicklung und -untersuchungen zu den einzelnen Schritten vorgenommen. Zudem werden die Märkte in Chile und international bewertet sowie ein Scale-up der Anlage durchgeführt.  

Ein weiterer wichtiger Bestandteil des Projektes ist der nachhaltige Aufbau und Transfer von Know-how vor Ort. Dies umfasst u.a. Ausbildung und Training von IngenieurInnen und TechnikerInnen für den Aufbau und Betrieb der Anlagen entlang der Prozesskette.

Die Energiepartnerschaft Deutschland–Chile, die 2019 gestartet wurde, zeigt die Wichtigkeit Chiles für die zukünftige Energieversorgung Deutschlands und Europas. Das Vorhaben unterstützt somit die Diversifizierung der Energieimporte und erfüllt die Anforderung des Förderprogramms zum „Aufbau der Handelsbeziehungen mit potenziellen Exporteuren von grünem Wasserstoff“. 

 

Arbeitspakete

  • AP1: Anlagenspezifische und standortspezifische Informationserfassung und -Analyse
  • AP2: Power-to-DME
  • AP3: Techno-ökonomische Analyse und Prozesssimulationen entlang der Wertschöpfungskette für die Optimierung des Hochlaufs und der Marktintegration
  • AP4: Analytik, Sensorik und Integration/Optimierung des CO2 Abscheideprozesses
  • AP5: Retrofit-Konzepte inklusive Abgasnachbehandlung für Heavy-Duty Transport und Off-Road Anwendungen mit eDME und eMeOH
  • AP6: Bewertung der Nachhaltigkeit von Produkten und Prozessen und Analyse von sozioökonomischen Einflüssen des Vorhabens für Chile
  • AP7: Geschäftsmodelle und Bewertung von Absatzmärkten regional und überregional
  • AP8: Materialien/Werkstoffe/Komponenten
  • AP9: Fragestellungen zu unterschiedlichen Elektrolyseurkonzepten und zur Wasserentsalzung
  • AP10: Capacity Building

 

Arbeitsziele Fraunhofer IEE

Hauptziel des Arbeitspakets 1 ist die Analyse der Prozesskette sowie die Datenerfassung aus Modul 1 und Aufbereitung als Input für die weiteren Arbeitspakete wie techno-ökonomische Analysen und Simulationen. Ein weiteres Ziel ist die wissenschaftliche und methodische Unterstützung der Arbeiten in Modul 1 bezüglich Projektimplementierung, Konzeptionierung / Anlagendesign und Standortauswertung, um die Ergebnisse in die weiteren Arbeiten in diesem Begleitprojekt einfließen zu lassen.

In Arbeitspakets 3 werden ganzheitliche techno-ökonomische Analysen und systemische Optimierungen über die gesamte Prozesskette durchgeführt, mit dem Ziel der Ermittlung und Optimierung der Wasserstoff, Methanol- und DME-Gestehungskosten und der Maximierung der Produktionsmengen. Dies wird durch die Bewertung der Prozessschritte von der Stromerzeugung bis zur DME-Produktion und die Bewertung verschiedener Optimierungsmaßnahmen erreicht. Inhalt dieses Arbeitspakets ist außerdem die Bewertung des Upscalings des Anlagenkonzeptes für Chile, der Übertragbarkeit auf weitere Projekte und des Markthochlaufs.

Ziele des Arbeitspakets 7 sind die Identifizierung und Bewertung von Geschäftsmodellen und die Bewertung von Absatzmärkten für flüssigen Wasserstoff, Methanol und DME im chilenischen und überregionalen Markt. Zudem sollen Exportketten für flüssigen Wasserstoff, Methanol und DME analysiert und daraus die notwendige Hochskalierung der Produktionskapazitäten und der erforderliche Auf- und Ausbau der Infrastruktur abgeleitet werden. Dies dient als Vorbereitung für die Analyse von PtX-Exportoptionen für Chile.

Inhalt des Arbeitspakets 10 ist die Entwicklung und Implementierung eines angepassten Capacity-Buildung-Ansatzes für Chile für alle relevanten Stakeholdergruppen (u.a. Industrie, Wertschöpfungskette, Netzbetreiber, Off-Taker), Universitäten, Behörden sowie Ministerien.

Förderung