E⁴MeWi.

Worum geht es?

Methanol gehört weltweit zu den wichtigsten Basischemikalien. Aus Methanol entstehen Harze für die Möbel, Bau- und Autoindustrie, Plexiglasscheiben (PMMA), außerdem Kunststoffe, wie z.B. Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyethylentherephtalat (PET) Polyvinylacetat (PVA), Celluloseacetate (CA, CTA), Kautschuk und vieles mehr. Darüber hinaus fließen etwa 16 % der Methanolproduktion direkt als Drop-in oder über MTBE in Transportsektor als Treibstoff. 2018 wurden 140 Millionen Tonnen Methanol hergestellt und verbraucht. Bis 2030, also in nur 12 Jahren, wird sich der Bedarf voraussichtlich verdoppeln. Angesichts der drohenden Klimakatastrophe ist es schlicht nicht vorstellbar, dass Methanol wie bisher in riesigen Megatonnen-Anlagen aus fossilen Rohstoffen gewonnen wird. Bei der konventionellen Herstellung aus fossilem Methan werden pro Tonne Methanol etwa 1,5 Tonnen Kohlendioxid ausgestoßen. Und am Ende eines jeden Produktlebens steht die Verbrennung zu Kohlendioxid. Wir werden in diesem Projekt beweisen, dass es möglich ist, „grünes“ Methanol in einem skalierbaren Containersystem herzustellen, das neben jeder Windkraftanlage stehen kann. Die Anlage wird Kohlendioxid – CO₂ – aus Abgasen am Chemiepark Bitterfeld-Wolfen nutzen. Unter Einbeziehung von „grünem“ – also aus erneuerbaren Energien gewonnenen – Wasserstoff entsteht über die Synthesegas (H₂/CO)-Route grünes Methanol.

Was ist das besondere an diesem Verfahren?

Wir nutzen modernste Methoden um ein absolut neues Verfahren zur Herstellung von Methanol zu entwickeln. Ohne die Möglichkeiten der Quantenchemie wäre es praktisch unmöglich, diesen Verfahrensansatz zu finden. Erste Laborversuche haben gezeigt, dass der Verfahrensansatz aus der Welt der Bits und Bytes das Potenzial hat, bisherige kommerzielle Anlagen um Faktor 100 zu übertreffen. Damit ist es möglich, Druck und Temperatur der Reaktion jeweils um 50% zu senken. Die Kosten für Anlageninvestitionen und -betrieb fallen dramatisch ab, die Einnahmen aus der Wiederverwendung von kohlenstoffhaltigen Abfällen (CO₂ oder urbane Abfälle) steigen an und wir erreichen eine Konkurrenzfähigkeit gegenüber den Systemen der „Economy of Scale“. Unsere Anlagen können dann als kleine dezentrale Einheiten arbeiten und lokale Ressourcen (Erneuerbare Energie, CO₂-Emmisionen, Biogas, Klärwerkabgase, Plastikmüll, Holzreststoffe) in das global nachgefragte (Zwischen-) Produkt Methanol umwandelt.

Was wollen wir erreichen?

Wir wollen das Unmögliche möglich machen: Wir wollen eine wirtschaftliche Alternative zur fossilen Methanolherstellung anbieten. In diesem Projekt wollen wir diese Alternative in einer realen Betriebsumgebung demonstrieren. Die Komponenten der Anlage werden modular gestaltet, sodass eine schnelle Umsetzung der Erfindung in eine Innovation und die Skalierung der Produktion im Anschluss möglich ist.

Was bedeutet das für die Zukunft?

Kommunale Akteure werden in 4-5 Jahren die Möglichkeit haben, mit einer E⁴MeWi-Anlage das volle Potenzial ihrer Erneuerbaren Energieanlagen auszuschöpfen, Kosten für CO₂-Emissionen aus Müll- und Klärschlammverbrennung sowie Biogasanlagen einzusparen und von der Methanol-Wertschöpfung zu profitieren. Wir bieten damit einen für die Wirtschaft wichtigen Baustein zur Kopplung der Sektoren Energie, Abfallwirtschaft und Chemie und für die Gesellschaft wichtige Bausteine zur Reduktion der CO₂-Emissionen und zur Stabilisierung der Stromnetze.

Warum ist dieses Projekt wichtig?

Die Forschungsgemeinschaft, vertreten durch das IPCC, geht davon aus, dass sich die globale Durchschnittstemperatur bis 2100 um 1,5 bis 4,5 °C erhöhen wird. Die Folgen für alle Lebewesen, einschließlich uns Menschen, werden dramatisch und unumkehrbar sein, sollte es uns nicht gelingen, die Klimaerwärmung auf deutlich unter 2°C im Vergleich zur vorindustriellen Zeit zu begrenzen. Wir müssen kurzfristig Wege finden, unseren Energie- und Materialbedarf vollständig CO₂-neutral zu decken. Energieintensive Sektoren, wie z.B. der chemische und der Transportsektor müssen hier durch inkrementelle Verbesserungen, aber besonders durch disruptive Innovationen ihren Beitrag leisten.

Die angestrebte und dringend benötigte CO₂-Neutralität unserer menschlichen Existenz kann nur über eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft erreicht werden. Die Abfälle bzw. Abgase von heute sind die Rohstoffe von morgen. Hierfür brauchen wir eine Sektorkopplung, die über die Verbindung der Energie-, Chemie- und Transportindustrien hinausgeht. Abfall-seitig ist CO₂ das Spiegelbild des rohstofflichen Methanols – eine Abfall-Basischemikalie. Es entsteht u.a. in Müllverbrennungsanlagen, Klärwerken, Biogasanlagen, Stahl-, Zement- und Kraftwerken.

Die Europäische Union und insbesondere Deutschland haben sich ambitionierte Ziele zur Reduktion der Treibhausgasemissionen und zur Rohstoffproduktivität gesetzt. Grünes Methanol transferiert die positiven Aspekte der maßgeblich in Deutschland initiierten globalen Energiewende in die deutsche chemische Industrie. Hierdurch können enorme volkswirtschaftliche Wettbewerbsvorteile entstehen, da ein wichtiger Beitrag zur Vermeidung von Folgekosten aus der Klimakatastrophe geleistet wird und für mehrere Sektoren nachhaltig der Importanteil an fossilen Rohstoffen erheblich gesenkt werden kann.