Ein neuer Weg zur Produktion flüssiger Brennstoffe

Da der Energiebedarf und die Rohölpreise weltweit steigen, gewinnen alternative Produktionswege für Kohlenwasserstoffprodukte wirtschaftlich zunehmend an Bedeutung. Im Hinblick darauf bieten synthetische, aus Naturgas erzeugte Brennstoffe jetzt eine Alternative zum traditionellen Brennstoffmix. Annähernd ein Drittel der weltweiten Naturgasreserven gelten als unentdeckt und bleiben daher ungenutzt.

Die aktuell angewandten Prozesse zur Umwandlung von Naturgasen in synthetische Brennstoffe bilden die Naturgasverflüssigung und die chemische Verflüssigung. Für beide Prozesse sind jedoch umfangreiche Investitionen erforderlich, die einer Nutzung kleinerer Reservoirs im Wege stehen.

Im Rahmen des von der EU geförderten Projekts OCMOL (Oxidative coupling of methane followed by oligomerization to liquids) wurden flexible Methoden entwickelt und hinsichtlich der Sicherheit und Wirtschaftlichkeit auf die Nutzung von Reservoirs mit geringer Kapazität angepasst. Zu den untersuchten Prozessen zählte die oxidative Kupplung von Methan (Oxidative Coupling of Methane, OCM) und die Trockenreformierung von Methan (Methane Dry Reforming, RM).

Ferner untersuchten Forscher die Zerlegungsprozesse bei der Druckwechseladsorption, Syngasverflüssigungsprozesse und Oligomerisationsprozesse. Die Entwicklung geeigneter Katalysatoren und Adsorbtionsmittel war ein zentraler Bestandteil der Maßnahmen.

Naturgas wird zunächst in Syngas umgewandelt, das daraufhin verflüssigt werden kann. Der Transport und die Verteilung flüssiger Brennstoffe ist weitaus einfacher, da diese im Vergleich zu dem natürlichen Bestandteil von Naturgas – Methan – weniger Volumen einnehmen.

Wissenschaftler produzierten erfolgreich einen Mikroreaktorprototypen, der aus stahlbasierten Platten besteht und den Prozess umweltfreundlich und nachhaltig gestaltet. Eine Seite dieser Platten ist mit dem Katalysator für die oxidative Kupplung beschichtet, während die andere Seite mit dem Katalysator für die Reformierungsreaktion beschichtet ist. Diese wurden so entworfen, dass auf einer Seite die exotherme oxidative Methankupplung erfolgt. Auf der anderen Seite wird Methan unter Verwendung der Wärme der exothermen Reaktion mit Kohlenstoffdioxid weiter reformiert.

Mit dem Vorschlag eines möglichen wirtschaftlichen Betriebs bei einer Leistung von jährlich 100 Kilotonnen ermöglicht das OCMOL-Projekt eine lokale Nutzung kleinerer Gasreserven. Der vorgeschlagene vollständig integrierte Prozess, der in Kombination mit der Wiederverwendung und dem Recycling von Kohlenstoffdioxid in jeder Phase energieautark ist, produziert nahezu keine Kohlenstoffemissionen.