Компании TotalEnergies, Sunfire и Fraunhofer запускают проект e-CO2Met в Леуне

TotalEnergies SE объявила о запуске проекта e-CO2Met в Германии совместно с Sunfire GmbH, центром химико-биотехнологических процессов Фраунгофера (Fraunhofer CBP), институтом микроструктуры материалов и систем им. Фраунгофера (Fraunhofer IMWS). e-CO2Met – это демонстрационный проект, который будет включать в себя все этапы технологии производства метанола из низкоуглеродного водорода и улавливаемого диоксида углерода (CO₂). Сообщается, производство не будет оказывать вредного влияния на климат.

Фото: TotalEnergies SE

Программа разработок и исследований TotalEnergies по улавливанию и использованию углерода (CCU — Carbon Capture and Utilization) содержит подходы к экономически рентабельному повторному использованию CO₂. Это одна из важнейших амбиций компании в сфере защиты климата. Для TotalEnergies предприятие e-CO2Met является первым пилотным проектом по преобразованию CO₂ в метанол с использованием возобновляемой электроэнергии. Метанол рассматривается в качестве топлива, которое в дальнейшем можно использовать в некоторых экологических чистых видах авиационного топлива, говорит технический директор TotalEnergies Мари-Ноэль Семерия (Marie-Noelle Semeria).

Высокоэффективный электролиз

Проект e-CO2Met направлен на тестирование и обкатку трёх современных технологий:

• использование углекислого газа (CO₂) с нефтеперерабатывающего предприятия;
• использование «зелёного» водорода, получаемого посредством высокотемпературного электролиза;
• синтез метанола на платформе Hy2Chem.

Как говорит управляющий директор TotalEnergies Raffinerie Mitteldeutschland Томас Берендс (Thomas Behrends), благодаря инновационной технологии производства синтетического метанола, природный газ и сырая нефть могут быть заменены в химической промышленности. При этом необходимое сырье будет выпускаться без вреда для окружающей среды. По его словам, компания так вносит свой вклад в мировой процесс декарбонизации.

Ядром предприятия e-CO2Met станет высокотемпературный электролизер мощностью 1 МВт, который изготовит электролизная компания Sunfire из Дрездена. Сообщается, что эффективность работы этой системы будет более 80% при производстве зеленого водорода с использованием водяного пара и возобновляемой электроэнергии. Этот показатель значительно выше тех, что существует у стандартных электролизеров. Поэтому система будет требовать значительно меньше электроэнергии для производства 1 кг водорода.

Генеральный директор компании Sunfire Нильс Алдаг (Nils Aldag) говорит, что их инновационная технология электролиза является основой для карбонизации всех секторов промышленности, которые ещё зависят от ископаемого топлива. Поскольку Европейский союз поставил амбициозные цели в сфере климата, подобные решения необходимы в нефтеперерабатывающей и химической промышленности. По его словам, проект e-CO2Met станет демонстрацией возможностей технологии в этой сфере.

Метанол из возобновляемого водорода и улавливаемого CO₂

Следующий этап после электролиза заключается в преобразовании зелёного водорода и  высококонцентрированного CO₂ (улавливаемого в производственных процессах нефтеперерабатывающих предприятий) в метанол.

Для этих целей Fraunhofer CBP и TotalEnergies создадут пилотную установку в новой лаборатории Fraunhofer Hydrogen Lab на территории Leuna Chemical Park. Эта установка представляет собой первый проект масштабируемой платформы Hy2Chem. Её создание профинансировано властями земли Саксония-Анхальт за счёт средств EFRE.

Как отмечает руководитель группы Fraunhofer CBP доктор Ульрике Юнгханс (Ulrike Junghans), с помощью платформы Hy2Chem они смогут в промышленных масштабах протестировать использование регенерируемого водорода для производства химического сырья и топлива в процессах устойчивого синтеза. Они смогут наблюдать работу этой технологии даже в условиях изменяющегося потока водорода.

Ключевым шагом для внедрения всех описанных процессов в промышленном масштабе стало развитие электролизеров и другого оборудования для этих синтетических процессов. С этой целью велась работа Fraunhofer IMWS в водородный лаборатории Hydrogen Lab Leuna, которая имеет уникальную испытательную инфраструктуру в промышленных масштабах. Теперь эта лаборатория обеспечивает обширную научную поддержку данного проекта.

Hydrogen Lab Leuna занимается моделированием различных профилей нагрузки, характерных для возобновляемых источников энергии. Специалисты лаборатории отображают их дневные и межсезонные колебания, предоставляя важные результаты для проектирования и оценки стоимости таких систем в реальных условиях.

Hydrogen Lab Leuna стала первой крупномасштабной испытательной установкой в Германии, которая полностью интегрирована с инфраструктурой химической промышленности. Это делает данный объект идеальным для проектов в сфере преобразования энергии. Как говорит координатор исследований по электролизу в Fraunhofer IMWS доктор Мориц Кюнель (Moritz Kuhnel), они имеют возможность тестировать промышленные электролизеры любого типа, а также развивать и совершенствовать их совместно с отраслевыми партнерами. При этом они приобретают ценный опыт в поставке водорода через трубопроводную систему их партнера Linde.

В Германии и Европе развитие водородной промышленности рассматривается, как один из ключевых шагов к декарбонизации. Благодаря использованию зеленого водорода в качестве химического сырья, есть серьезный потенциал для структурных изменений в этой сфере экономики.

На химической и индустриальной площадке города Леуна центр получения экологически чистого водорода и его производных может быть создан на базе существующей инфраструктуры, а также благодаря взаимодействию между исследовательскими институтами и производственными компаниями.