Worum geht es?

Die Weltgemeinschaft und die Bundesregierung haben sich dazu verpflichtet, als Reaktion auf die Klimaveränderungen, schnellstmöglich unseren Energie- und Materialbedarf zu defossilisieren. Allein für den Verkehrssektor zielt die Bundesregierung mit dem Klimaschutzplan auf eine Senkung der Treibhausemissionen von 42 % innerhalb von 40 Jahren, beginnend 1990. In den ersten 31 Jahren wurde eine Senkung von 9 % erreicht. Für die verbleibenden 9 Jahre müssen also 38 % eingespart werden. Es bräuchte eine 15-fache Steigerung der Defossilisierungsrate von 0,3 % pro Jahr auf 4,6 % pro Jahr! Auf Basis von aktuellen Prognosen der Bundesregierung wird das Klimaschutzziel für 2030 im Verkehrssektor um ca. 40 Millionen Tonnen verfehlt.

Die Verwendung von regenerativen Kraftstoffen, wie das in diesem Projekt adressierte regenerative Methanol, kann und wird einen wichtigen Beitrag leisten, die Treibhausemissionen im Verkehrssektor perspektivisch klimaneutral zu gestalten. Diese regenerativen Kraftstoffe sind bisher kaum am Markt etabliert. Die Gründe hierfür sind vielfältig – technologischer, ökonomischer und auch regulatorischer Natur.

Ziel des Vorhabens ist es, den bereits angestoßenen Innovationsprozess für ein neuartiges Herstellungsverfahren von regenerativem Methanol zu beschleunigen sowie die notwendige technologische Reife für einen Markteintritt im Segment klimafreundlichen Güterfernverkehr in der Anschlussphase zu erreichen.

Was ist das besondere an diesem Projekt?

Der MeFuSION-Verbund sieht das Potenzial, die bestehenden Verbrennerflotten im Güterfernverkehrsbereich durch regenerative-Methanol-Flotten zu substituieren und dadurch eine signifikante Senkung des CO₂-Ausstoßes zu bewirken. Das damit verbundene CO₂-Einsparpotenzial allein in Deutschland ist immens und würde damit einen erheblichen Sektorbeitrag zur Erreichung der nationalen Klimaziele leisten. Mit Blick auf die Dringlichkeit können diese Potenziale sehr viel schneller gehoben werden als über alternative Technologien.

Gegenüber Verbrennungsmotoren mit Methanol-Betrieb bietet die Brennstoffzelle eine saubere Umwandlung von Methanol durch chemische Reaktion. Hierbei entstehen keine schädlichen Nebenprodukte. Der Wirkungsgrad der Brennstoffzelle ist bereits heute schon höher als bei modernen Verbrennungsmotoren. Gegenüber herkömmlichen Wasserstoff-Brennstoffzellen muss keine neue Tank-Infrastruktur aufgebaut werden. Zudem ist Methanol bei Umgebungstemperaturen flüssig. Der Umgang mit Methanol ist für die Allgemeinheit bekannt und damit auch in der praktischen Anwendung bereits etabliert. Methanol besitzt zudem eine hohe volumetrische Energiedichte im Vergleich zu gasförmigen Energieträgern oder elektrochemischen Speichern (Batterie).

Wir nutzen modernste Methoden, um ein absolut neues Verfahren zur Herstellung von regenerativem 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 20 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 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-Emissionen, 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 und für den Güterfernverkehr nutzbar machen. Zu diesem Zweck wollen wir alle beteiligten Prozessschritte (Synthesegas- und Methanol-Herstellung) in eine relevante Anlagengröße skalieren, dass hergestellte regenerative Methanol für die Brennstoffzellen-Mobilität qualifizieren und die Nachhaltigkeit des Gesamtverfahrens belegen. Zudem wollen wir wichtige Fortschritte in der effizienten Abtrennung des regenerative Methanols erzielen.

Warum ist dieses Projekt wichtig?

Die dena geht davon aus, dass „der Endenergiebedarf aller Verkehrsträger der EU im Jahr 2050 selbst in einem stark batterieelektrifizierten Verkehrsszenario zu mehr als 70% von E-Fuels gedeckt [werden muss]. Der größte Teil dieser E-Fuels wird dabei für den Flug-, Schiffs- und Straßengüterverkehr benötigt, da sich diese Segmente mit den größten fossilen CO₂-Emissionen kaum in der Breite elektrifizieren lassen. Die Kosten für E-Fuels sind derzeit noch hoch (bis zu 4,5 € pro Liter Dieseläquivalent). Ein Zielkostenniveau von ca. 1 € pro Liter Dieseläquivalent erscheint mit Importen aus Regionen mit hohem Angebot an Sonne und/oder Wind aus heutiger Perspektive erreichbar“.

Die komplette Defossilisierung des Güterfernverkehrs wird wahrscheinlich eine Kombination aus batterieelektrischen und regenerativen Kraftstoffen benötigen. Unter diesem Blickwinkel ist regeneratives Methanol von besonderer Bedeutung. Anders als Wasserstoff und Methan ist Methanol bei Raumtemperatur und Atmosphärendruck flüssig. Daraus resultiert ein strategischer Kostenvorteil für Methanol: die Logistik und Lagerung sind für Wasserstoff bzw. Methan deutlich aufwendiger als für Methanol, insbesondere in Bezug auf L-H₂ und LNG.

Wir werden einen wichtigen Beitrag dazu leisten, dass die dena-Prognose mit Leben gefüllt wird.