Die Dekarbonisierung des Verkehrssektors, insbesondere in den Bereichen Transport- und Flugverkehr, stellt sich zunehmend als besonders komplexe Aufgabe heraus. Dieser Aufgabe widmet sich das Vorhaben „KEROSyN100“ in erster Linie durch die Entwicklung und Demonstration einer dynamischen, effizienten und skalierbaren Prozesskette zur Produktion von strombasiertem Kerosin und anderen flüssigen Kraftstoffen. Als Forschungs- und Demonstrationsstandort zur Realisierung eines solchen Power-to-Fuel Konzepts dient die Raffinerie Heide. Der Fokus liegt auf der Produktion strombasierten Kerosins, welches in einer späteren Projektphase im realen Flugbetrieb getestet werden soll. Übergeordnetes Ziel ist die Integration großer Mengen erneuerbarer Energien in den Verkehrssektor durch Umwandlungsprozesse von erneuerbarem Strom in chemische Energieträger.

Im Fokus des Projektes steht zum Ersten die Identifikation eines geeigneten Prozesslayouts zur Realisierung der ersten Power-to-Fuel-Anlage zur Herstellung von strombasiertem, synthetischem Jet-Fuel in einer kommerziell ausgerichteten Demonstrations- und Forschungsumgebung. Zum Zweiten wird die Erforschung und Entwicklung einer auf Jet-Fuel ausgerichteten Synthese über den Grundstoff Methanol betrachtet sowie zum Dritten die Integration einer entsprechenden Anlage in die Bestandsinfrastruktur einer Raffinerie überprüft, wofür die Raffinerie Heide mit ihren vielen Vorteilen als entsprechender Demonstrationsstandort ausgewählt wurde.

Das in diesem Verbundantrag dargestellte Projekt ist die erste Phase eines zweiphasigen Gesamtprojekts. Die hier beantragte erste Phase beinhaltet eine systemanalytische Untersuchung und Weiterentwicklung von Schlüsseltechnologien, insbesondere Methanol-to-Jet-Fuel, sowie die simulationsbasierte Konzeptionierung und Vorplanung einer Demonstrationsanlage für den Standort Raffinerie Heide. Die Auslegung der auf Basis der Prozesskettenmodellierung ausgewählten Technologie wird einschließlich des Basic-Engineerings ausgeführt, sodass ein konkretes Konzept zur Integration der technisch und wirtschaftlich vorteilhaftesten Prozesskette in die Infrastruktur des realen Raffinerieprozesses vorliegt. Dies umfasst die Vordimensionierung der Anlagentechnik sowie die Ermittlung aller erwarteten Kosten und Einnahmen.

In KEROSyN100 wird explizit die Integration in ein industrielles Umfeld untersucht und mögliche Schnittstellen mit den konventionellen Prozessen und Infrastrukturen von Raffinerien analysiert. So stellt die Raffinerie nicht nur Standortoptionen zum Aufbau einer großtechnischen Demonstrationsanlage zur Verfügung, sondern auch die Möglichkeit, die grundsätzliche Tauglichkeit von PtF-Anlagen für eine Integration in Raffinerieprozesse zu analysieren und zu realisieren. Die Integration eines PtF-Demonstrators in die bestehende Infrastruktur der Raffinerie Heide ist hingegen ein erster Transformationsschritt hin zu einer ausschließlichen Produktion synthetischer Kraftstoffe, mit Fokus auf Kerosin.

In Kürze:

• Synthetisches Kerosin ist die einzige Möglichkeit zur Dekarbonisierung der Luftfahrt
• Anwendung in heutigen Triebwerken mit heutiger Logistik
• Möglichkeit zum Erhalt von Raffinerien
• Möglichkeit zum Nutzen großer Strommengen (statt Abregelungen)
• AB 1: Bestimmung des optimalen Technologiepfads
• AB 2: erstmalige Entwicklung von Methanol-to-Jet-Fuel + Basic-Engineering mit Standort Raffinerie Heide

Gesamtkoordination: Institut AES der Universität Bremen