FlexDME - Flexible Demonstrationsanlage zur DME-Erzeugung aus Biogas und Wasserstoff

Kontakt: M.Sc. Caroline Otto

Dimethylether (DME, C2H6O) soll langfristig fossiles Flüssiggas im Treibstoffmarkt ablösen. Es kann in angepassten Otto- und Dieselmotoren genutzt werden. Aufgrund seiner hinreichend hohen Energiedichte von 19 MJ/l (Vergleich: Diesel: 35 MJ/l, LPG: 25 MJ/l), unkomplizierten Handhabung und hervorragenden Verbrennungseigenschaften gilt DME als Zukunftsoption, um Dieselmotoren weiter für den Schwerlastverkehr (Straße und Wasser), für Baufahrzeuge und stationäre BHKW zu nutzen. Nach dem Stand der Technik wird DME in einem zweistufigen Verfahren über Methanol aus Synthesegas gewonnen, das aus fossilen Rohstoffen (v. a. Kohle, Erdgas, Erdölrückstände) erzeugt wird.

Ziel des FlexDME-Projektes ("Entwicklung einer flexibel operierenden Demonstrationsanlage zur Erzeugung von Dimethylether aus Biogas und Wasserstoff") ist die Entwicklung einer modular aufgebauten, containerintegrierten Demonstrationsanlage zur DME-Herstellung aus erneuerbaren Rohstoffen (Biogas) und Elektrolysewasserstoff.

Biogas mit den Hauptbestandteilen Methan und Kohlendioxid stellt im Prozess die Kohlenstoffbasis. Mittels trockener Reformierung wird das Biogas zunächst in Synthesegas (CO und H2) umgewandelt:

Trockene Reformierung:                    CH4 + CO2 → 2 CO + 2 H2

Im nachfolgenden Syntheseschritt erfolgt dann die DME-Synthese:

DME-Synthese:                                 4 H2 + 2 CO  → C2H6O + H2O

Die Besonderheit im Prozess besteht in einer flexiblen Fahrweise, bei der in Zeiten starken Aufkommens an regenerativem Strom „grüner“ Wasserstoff zusätzlich in den Prozess eingebracht wird. Dadurch lässt sich die DME-Ausbeute rechnerisch um bis zu 50 % im Vergleich zum Biogas-Modus erhöhen. Der reine Biogas-Modus in Zeiten ohne H2 durch EE-Strom stellt eine hohe ganzjährliche Auslastung der Anlage sicher. Durch diese flexible Fahrweise kann die Anlage darüber hinaus einen Beitrag zur Stabilisierung des Stromnetzes durch Bereitstellung sinnvoller negativer Sekundärregelleistung leisten.

CUTEC ist im FlexDME-Projekt u.a. für die Auslegung und Konzeption des Produktaufbereitungsmoduls verantwortlich. Darüber hinaus wird die Containeranlage im CUTEC-Technikum aufgebaut und in Betrieb genommen, bevor dann der Realbetrieb an einer Biogasanlage erfolgt

Weiterführende Informationen:

https://www.energiesystem-forschung.de/forschen/projekte/flexdme