Im Mittelpunkt des von der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg koordinierten Projekts CarbonNeutralLNG steht die Entwicklung eines neuen effizienten und emissionsarmen Verfahrens, um synthetisches Methan aus erneuerbar erzeugtem („grünem“) Strom und Biomasse herzustellen. Dieses Methan kann direkt als Ersatz für Erdgas verwendet werden; speziell als Liquefied Natural Gas (LNG) ist es auch als Treibstoff einsetzbar und gut transportierbar.

Im neuen Ansatz des Projekts wird, wie in Abb. 1 gezeigt, die Nutzung von erneuerbarem Strom mit nachfolgenden Prozessschritten kombiniert, in denen im Prozess entstandenes CO2 ebenfalls für die Methanerzeugung genutzt wird. Damit erhöht sich die Methanproduktion aus einer gegebenen Menge von Biomasse (die ja eine begrenzte Ressource darstellt), bis hin zu einer Verdopplung.

Fig. 1:  Electricity enhanced Biomass-to-LNG process and main innovations of the CarbonNeutralLNG project

Die zentrale Herausforderung bei diesem Vorgehen ist, dass das Angebot an erneuerbarem Strom zeitlich stark schwankt, was sich zunehmend auch in zeitlich variablen Strompreisen niederschlägt. Es wird also nur zu manchen Zeiten möglich bzw. wirtschaftlich sinnvoll sein, den Prozess tatsächlich zu betreiben, und entsprechend müssen alle Elemente der Prozesskette in der Lage sein, schnell auf Laständerungen zu reagieren. Das stellt für Anlagen- und Regelungstechnik gleichermaßen eine Herausforderung dar. Im Rahmen des Projekts wird sich BEST vor allem mit geeignete Regelungsstrategien des neuen Doppelfunktionsreaktors beschäftigen, um den gesamten Prozess auch bei wechselnden Betriebsbedingungen zu stabilisieren. Dazu werden speziell das dynamische Verhalten und das Teillastverhalten untersucht und mittels geeigneter Modelle erfasst.

Zusätzlich soll eine übergeordnete Regelung (Advanced Process Control, APC) zum Einsatz kommen, um den Betrieb unter Berücksichtigung von Prognosen für die Verfügbarkeit von erneuerbarer elektrischer Energie (bzw. Strompreisen) zu optimieren. Um diese zu entwickeln und zu validieren, werden sowohl Ansätze aus sowohl Modellierung und Simulation als auch solche aus dem Bereich der Künstlichen Intelligenz (KI) genutzt.

Besuchen Sie die offizielle Website, um mehr über das Projekt zu erfahren:
https://www.carbonneutrallng.eu/