An ALIGN-CCUS waren 30 Unternehmen, Institutionen und Forschungseinrichtungen aus fünf europäischen Ländern beteiligt. Die Abkürzung ALIGN-CCUS steht für: Accelerating Low Carbon Industrial Growth through Carbon Capture, Usage and Storage, auf Deutsch: Beschleunigung des Wachstums CO₂-armer Technologien durch die Abtrennung und Nutzung von Kohlenstoff. Die Power-to-X-Forschungsanlage in Niederaußem produziert DME aus abgeschiedenem CO₂, Strom und Wasser, der auch als Ausgangsstoff für die chemische Industrie und als synthetischer Dieselersatz dienen kann. In TAKE-OFF wird die Herstellung synthetischer erneuerbarer Flugzeugtreibstoffe aus CO₂ und Wasserstoff entwickelt (Production of synthetic renewable aviation fuel from CO₂ and H2). Zwei untersuchte Prozessrouten nutzen hierfür DME und zukünftig auch Methanol, die in Niederaußem hergestellt werden.

Innovation: Vereinfachter Syntheseprozess

Das neue Verfahren ermöglicht es, in der von Mitsubishi Power Europe entworfenen und installierten Syntheseanlage mit einem monolithischen Reaktor und einem neu entwickelten Katalysator, DME in einem einzigen Prozessschritt zu synthetisieren. Bislang wird zunächst Methanol aus CO₂ und Wasserstoff produziert und erst in einem zweiten Schritt DME. Ausgangspunkt für die DME-Synthese ist CO₂, das aus dem Rauchgas des Braunkohlenkraftwerks Niederaußem mithilfe einer Aminwäsche gewonnen wird. Die Anlage ist insgesamt auf eine Leistung von rund 7,2 Tonnen CO2 täglich ausgelegt. Pro Tag reagieren bis zu 180 Kilogramm CO₂ mit 22 Kilogramm Wasserstoff zu DME. Der Wasserstoff für die Synthese von DME wird vor Ort durch eine hocheffiziente alkalische Elektrolyse von Asahi Kasei erzeugt. Die neue Syntheseanlage produziert so bis zu 50 Kilogramm Roh-DME pro Tag. Das nicht für CCUS-Projekte im Innovationszentrum in Niederaußem verwendete CO₂ wird dem Forschungszentrum Jülich für die Pflanzenforschung bereitgestellt.

Effizienz: CO₂ wird chemischer Grundstoff und Kraftstoff

DME und Methanol sind speicherbare und transportfähige Energieträger. Aufgrund ihrer hohen Energiedichte können sie erstens als langfristige chemische Energiespeicher und zweitens auch als synthetische Kraftstoffe eingesetzt werden, sofern keine CO₂-ärmere Alternative zur Verfügung steht. Daneben sind DME und Methanol auch chemische Ausgangsstoffe für eine Vielzahl weiterer Anwendungen, beispielsweise als Vorstufen von Verbindungen, die in Kosmetika, Waschmitteln, Farben oder Medikamenten zum Einsatz kommen oder eben als Zwischenprodukte für die Herstellung von Flugzeugtreibstoffen. 

Effekt: CO₂-Nutzung vermeidet CO₂-Emission

Auch nach der Stilllegung fossil gefeuerter Kraftwerke wird es weiterhin unvermeidbare CO₂-Quellen aus verschiedenen Industrieprozessen geben. ALIGN-CCUS und TAKE-OFF zeigen eine Technologie auf, mit der CO₂ als Rohstoff genutzt werden und so, zusammen mit Wasserstoff, fossile Rohstoffe ersetzen kann. Basischemikalien oder Treibstoffe auf Basis von DME und Methanol, die auf diese Weise aus aufgefangenem CO₂ und perspektivisch grünem Wasserstoff produziert werden, machen Energie chemisch speicher- und transportierbar, fungieren so als Bindeglied zwischen den Sektoren und tragen zu einer erfolgreichen Energiewende bei.