Publikationsrepositorium - Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf

Der stetige Ausbau von Wind- und Solarenergie in Deutschland erfordert effiziente Technologien zur räumlich-zeitlichen Flexibilisierung des Energieversorgungssystems. Infolge der Netzeinbindung fluktuierender Energien ergeben sich grundlegend neue Anforderungen an die bestehende, grundlastbasierte Energiewirtschaft und deren Infrastruktur. Technologien zur direkten Speicherung von Elektroenergie in relevanten Größenordnungen scheitern derzeit aus verschiedenen Gründen, bspw. der Standort-Limitierung von Pumpspeicherkraftwerken oder der Kostenineffizienz von Batterien. Im Rahmen des Verbundforschungsvorhabens „DELTA“ (EF-RE-Förderkennzeichen: 100240618) wird ein frei skalierbarer, dezentral einsetzbarer, modular aufgebauter, wirtschaftlich attraktiver und technisch flexibler Demonstrator zur chemischen Langzeitspeicherung von Elektroenergie (Power-to-Liquid) entwickelt und erprobt. Strom wird einem tubularen, protonenleitenden Dampf-Elektrolyseur zur Erzeugung von hochreinem Wasserstoff zugeführt. Dieser wird direkt unter stofflicher Verwertung von CO2 einer integrierten, heterogen katalysierten Methanolsynthese unterzogen. Durch die Kopplung stationärer CO2-Emittenten und -Verbraucher wird CO2 in einem geschlossenen Kreislauf nutzbar. Flüssige Kohlenwasserstoffe finden sektorübergreifend sowohl als synthetische Kraftstoffe als auch als Grundstoffe für weitere chemische Produkte oder zur Rückverstromung Verwendung und stellen somit eine interessante Wertschöpfungsalternative innerhalb der Chemie- und Energiewirtschaft dar. Die hohe Systemintegration innerhalb des Demonstrators ermöglicht eine energetisch optimierte Prozessführung sowie ein effizientes Energie- und Stoffstrom-Management, weshalb sich das Reaktorsystem durch geringe Energieverluste, hohe Systemwirkungsgrade, Kosteneffizienz und eine hohe Zuverlässigkeit sowie Lastwechselfähigkeit auszeichnet. Der Demonstrator stellt in einer späteren technischen Anwendung ein Basismodul dar, welches mit weiteren Modulen zu einer flexiblen Gesamtanlage verschaltet werden kann. Im Rahmen der Präsentation soll das grundlegende Anlagenkonzept sowie die ersten Ergebnisse des Basic Engineerings und der rechnergestützten Modellierung und Simulation vorgestellt werden.