Modellgestützte Analyse der Integration von Power-to-Methanol in ausgewählte Industrieprozesse
Tobias Kempken
Der zunehmende Ausbau der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energiequellen bringt ein natürlich bedingtes intermittierendes Leistungsangebot mit sich. Gleichzeitig steht die energieintensive Industrie vor der Herausforderung, die forcierten Ziele der Reduktion von CO2-Emissionen zu erfüllen. Eine Technologie, die das fluktuierende Stromangebot zur Reduktion industrieller Treibhausgasemissionen nutzt, findet sich in Power-to-Methanol.
In dieser Arbeit wurde die Integration von Power-to-Methanol in ausgewählte Industrieprozesse untersucht. Als exemplarische Untersuchungsgegenstände dienten ein reales konventionelles Dampfkraftwerk, abstrahierte Werke der Zementherstellung und der Eisen- und Stahlproduktion sowie eine eigenständige Methanolproduktion auf Grundlage einer Brennstoffvergasung.
Zur modellgestützten Analyse von Power-to-Methanol wurden spezifische Verfahrenskomponenten der Methanolsynthese, Brennstoffvergasung, CO2-Abscheidung, Wasserelektrolyse und Rohmethanol-Kondensation modelliert und validiert. Diese thermodynamischen Modelle wurden für die Gesamtprozessanalyse um statistische Modellierungen in Form multipler linearer Regressionen sowie künstlicher neuronaler Netze ergänzt.
