PTLiquid – Flüssige Energieträger aus CO2

Entwicklung eines mehrstufigen biotechnologischen Verfahrens

PTLiquid ist ein aus dem „Qualifizierungslehrgang Bioraffinerie“ hervorgegangenes Forschungsprojekt, das sich mit der Umwandlung von Kohlendioxid und Wasserstoff in flüssige Energieträger beschäftigt. SPINTEC ist mit der Reaktor- und Rohrleitungsplanung daran beteiligt.

Im Brennpunkt der Energiewende steht der Übergang von nicht nachhaltig nutzbaren fossilen Energieträgern zu einer nachhaltigen Energieversorgung durch erneuerbare Energien wie Strom aus Photovoltaikanlagen, Windkraftanlagen und Biomasse. Insbesondere in der Automobilindustrie wird gegenwärtig verstärkt auf die Entwicklung von Elektroautos mit erhöhter Reichweite gesetzt, um mit erdölbasierten Energieträgern angetriebenen Fahrzeugen als adäquate Alternative gegenübertreten zu können. Dennoch werden wichtige Wirtschaftszweige wie Flugverkehr, Schifffahrt und Straßengüterfernverkehr – mittel- und langfristig­ – auch zukünftig flüssige Energieträger benötigen, weil Umrüstungen momentan noch zu aufwendig oder technisch nicht umsetzbar sind.

Was ist Power-to-Liquid?

Daher bemüht sich die Forschung, nicht erneuerbare flüssige Energieträger durch erneuerbare zu ergänzen oder ersetzen – mit dem Hintergedanken, Infrastruktur und Anwendungstechnologien für flüssige Energieträger auch weiterhin nützen zu können. Der damit zusammenhängende Begriff lautet Power-to-Liquid und subsumiert verschiedenste verfahrenstechnische und technische Prozesse, die allesamt die Herstellung flüssiger Energieträger bzw. Kraftstoffe zum Ziel haben. So kann beispielsweise aus Biomasse gewonnenes Ethanol als Kraftstoff für Ottomotoren eingesetzt werden – sowohl substitutionell als auch ergänzend. Wenn der dazu benötigte Kohlenstoff nun aus der Luft erlangt werden kann, so wäre das Ergebnis ein theoretisch fast THG-neutraler Treibstoff.

Reaktoren und Rohrleitungen für PTLiquid

Das erfolgreich von der BOKU eingereichte Forschungsprojekt PTLiquid beschäftigt sich mit der mikrobakteriellen Umwandlung von CO2 und molekularem Wasserstoff zu flüssigen Energieträgern – insbesondere Ethanol. SPINTEC GmbH übernimmt dabei – in Kooperation mit TU Wien, AAT, EVM und anderen Partnern– die Planung der Reaktoren sowie des Rohrleistungssystems und wird von Fördergeber FFG mit 56.000 Euro subventioniert.

Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines mehrstufigen biotechnologischen Verfahrens zur Gewinnung von flüssigen Sekundärenergieträgern aus CO2 und H2. Dazu wird in einer Vorstufe das Kohlendioxid mittels Carboanhydrasen hydratisiert und über das Intermediat Acetat zu Ethanol umgewandelt. Basierend auf den Prozesskinetiken der Mikroorganismen werden Modelle erstellt und ein Reaktorsystem im Labormaßstand konstruiert, gebaut und evaluiert. Anhand dieses Reaktors wird der Prozess weiter optimiert und verschiedene Prozessszenarien untersucht. Auf dieser Basis wird ein Upscaling mittels Modellierung durchgeführt. Abschließend erfolgt eine ökonomische und ökologische Bewertung der angewandten Technologie.

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