Power-to-X: Sunfire ermöglicht 80 Prozent Wirkungsgrad bei Produktion von Synthesegas

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Co-Elektrolyse von Sunfire
Quelle: Sunfire GmbH

Die Sunfire GmbH hat den Testbetrieb einer Hochtemperatur-Co-Elektrolyse mit über 500 Betriebsstunden erfolgreich abgeschlossen, die seit November 2018 am Standort in Dresden in Betrieb ist. Die Sunfire-Synlink genannte Technologie ermöglicht die hocheffiziente Produktion (zukünftig ca. 80 Prozent Wirkungsgrad im industriellen Maßstab) von Synthesegas in einem einzigen Schritt unter Einsatz von Wasser, Kohlendioxid und Ökostrom. Nach Angaben des Unternehmens sinken die Investitions- und Betriebskosten für Power-to-X-Projekte (e-Crude, e-fuels) damit deutlich.

Die Entwicklung der Co-Elektrolyse wird im Rahmen des Kopernikus-Projekts „Power-to-X“ (03SFK2Q0) vom Bundesforschungsministerium gefördert, an dem Projekt ist ebenfalls das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) beteiligt. Die erfolgreich betriebene Co-Elektrolyse mit einer Eingangsleistung von zehn Kilowatt (DC) und einer Kapazität von bis zu vier Normkubikmetern Synthesegas je Stunde wird in den kommenden Wochen nach Karlsruhe ausgeliefert. Dort soll sie in Kombination mit den Technologien von Climeworks (Direct Air Capture), Ineratec (Fischer-Tropsch-Synthese) und KIT (Hydrocracking) in einem Container zu einer autarken Anlage verbunden werden. Bis Ende August 2019 soll damit die integrierte Produktion des synthetischen Rohölersatzes e-Crude demonstriert werden; erstmalig in einem durch die Co-Elektrolyse ermöglichten 2-Stufen-Prozess in dieser Größenordnung.

In Norwegen wird 20-MW-Anlage geplant

Im Rahmen des vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Projekts „SynLink“ (03EIV031A) hat Sunfire bereits seit Anfang dieses Jahres mit der Skalierung der Hochtemperatur-Co-Elektrolyse auf industriellen Maßstab begonnen – zunächst mit einer Eingangsleistung von 150 Kilowatt (DC). Dieses multiplizierbare Co-Elektrolyse-Modul soll perspektivisch im norwegischen Projekt des Partners Nordic Blue Crude zum Einsatz kommen. Nordic Blue Crude plant eine erste kommerzielle Anlage, die jährlich zehn Mio. Liter bzw. 8.000 Tonnen des synthetischen Rohölersatzes e-Crude auf Basis von 20 MW Eingangsleistung produzieren wird.

Geht die Anlage im Industriepark Heroya in Betrieb, werden Kohlendioxid-Emissionen in Höhe von ca. 21.000 Tonnen pro Jahr vermieden, da Abwärme aus Industrieprozessen als auch umweltfreundliche elektrische Energie aus Wasserkraft eingesetzt wird. 13.000 PKW könnten damit vollständig mit synthetischem Ökokraftstoff versorgt werden.

Mit Hochtemperatur-Co-Elektrolyse kann auf einen Prozessschritt verzichtet werden

In bisherigen Power-to-Liquids-Verfahren werden zwei getrennte Prozessschritte genutzt, um Wasserdampf in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff zu zerlegen (Elektrolyse) und Kohlenstoffdioxid zu Kohlenstoffmonoxid (Reverse Wasser-Gas-Shift Reaktion) zu reduzieren. Mit der Co-Elektrolyse von Sunfire werden Wasserstoff und Kohlenstoffmonoxid nun in einem einzigen Prozessschritt gewonnen, was die Effizienz des Gesamtverfahrens erheblich verbessert und somit auch die Investitions- (CAPEX) und Betriebskosten (OPEX) reduziert. Außerdem reduziere sich der Platzbedarf durch die einstufige Sunfire-Synlink-Technologie merklich.

Durch die globale Energiewende und die Verpflichtung zur Einhaltung der Pariser Klimaschutzziele sieht Sunfire für seine Technologie ein großes, weltweites Marktpotenzial. Der globale Bedarf für Elektrolyse-Technologien zur Produktion von grünem, erneuerbarem Wasserstoff werde auf mehr als 3.000 Gigawatt geschätzt. Daneben benötigten zahlreiche Sektoren wie der Langstreckenstraßentransport, der Flug- oder der Schiffsverkehr Alternativen zum fossilen Diesel und Kerosin, die hervorragend transportierbare e-Fuels über vorhandene Infrastrukturen bieten können.

Neben der Herstellung von Kraftstoffen, findet Synthesegas seine Abnehmer in einer ganzen Reihe von Industrien: Etwa in der Chemieindustrie, bei der Herstellung von Kunststoffen oder im Kosmetiksektor. Bislang wird Synthesegas vorwiegend auf Basis von fossilem Erdgas für die industrielle Verwendung hergestellt – in Zukunft CO2-neutral durch die hocheffiziente Co-Elektrolyse von Sunfire.

Neuer Technologiepartner Paul Wurth SA

Zuletzt hatte Sunfire mit dem Maschinen- und Anlagenbauer für die Metallindustrie, Paul Wurth, einen neuen Lead-Investor und Technologiepartner gewonnen (EUWID 01/2019). Die Finanzierungsrunde unter Einbeziehung der früheren Investoren brachte dem Unternehmen zusätzlich 25 Mio. € Venture Capital ein. Mit dem Geld strebt Sunfire nun die Realisierung kommerzieller Multi-Megawatt-Projekte im Bereich Elektrolyse und Power-to-X an.

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