„Durchbruch für Power-to-X“: Sunfire startet Skalierung hocheffizienter Produktion
Der Dresdner Sunfire GmbH ist nach eigenen Angaben ein technologischer Durchbruch für die Energiewende gelungen: Die erfolgreiche Inbetriebnahme und der erfolgreiche Testbetrieb (> 500 Stunden seit November 2018) einer Hochtemperatur-Co-Elektrolyse. Die SUNFIRE-SYNLINK genannte Technologie ermöglicht die hocheffiziente Produktion (zukünftig ca. 80 % Wirkungsgrad im industriellen Maßstab) von Synthesegas in einem einzigen Schritt unter Einsatz von Wasser, CO2 und Ökostrom. Damit sinken die Investitions- und Betriebskosten für Power-to-X-Projekte (synthetische Kraftstoffe, e-Crude, e-fuels) deutlich (Foto: Prototyp der Co-Elektrolyse-Anlage – © Sunfire).
Prototyp der Co-Elektrolyse (10 kW DC) entstand im Rahmen des BMBF-Förderprojektes Kopernikus Power-to-X / Auslieferung an KIT im 1. Quartal 2019 – Foto © Sunfire
Den technologischen Durchbruch erreichte Sunfire im Rahmen des vom BMBF geförderten Kopernikus-Projekts Power-to-X (03SFK2Q0), an dem auch das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) beteiligt ist. Die erfolgreich betriebene Co-Elektrolyse (10 Kilowatt DC, bis zu 4 Nm³/h Synthesegas), wird in den kommenden Wochen nach Karlsruhe ausgeliefert und dort in Kombination mit den Technologien von Climeworks (Direct Air Capture), INERATEC (Fischer-Tropsch-Synthese) und KIT (Hydrocracking) in einem Container zu einer autarken Anlage verbunden. Bis Ende August 2019 soll damit die integrierte Produktion des synthetischen Rohölersatzes e-Crude demonstriert werden; erstmalig in einem durch die Co-Elektrolyse ermöglichten 2-Stufen-Prozess dieser Größenordnung.
Kommerzialisierung der Co-Elektrolyse für Norwegen-Projekt
Weiterhin hat Sunfire am 01.01.2019 im Rahmen des BMBF-geförderten Projekts „SynLink“ (03EIV031A) mit der Skalierung der Hochtemperatur-Co-Elektrolyse auf industriellen Maßstab begonnen – zunächst mit einer Eingangsleistung von 150 Kilowatt (DC). Dieses multiplizierbare Co-Elektrolyse-Modul soll perspektivisch im norwegischen Projekt des Partners Nordic Blue Crude zum Einsatz kommen. Hier soll eine erste kommerzielle Anlage entstehen, die jährlich 10 Millionen Liter bzw. 8.000 Tonnen des synthetischen Rohölersatzes e-Crude auf Basis von 20 Megawatt Eingangsleistung produzieren wird.
Geht die Anlage im Industriepark Heroya in Betrieb, werden CO2-Emissionen in Höhe von ca. 21.000 t/a vermieden, da Abwärme aus Industrieprozessen und umweltfreundliche elektrische Energie aus Wasserkraft eingesetzt werden. 13.000 PKW könnten vollständig mit synthetischem Ökokraftstoff versorgt werden.
Hintergrund: Hochtemperatur-Co-Elektrolyse
In bisherigen Power-to-Liquid-Verfahren werden zwei getrennte Prozessschritte gegangen: Elektrolyse, um Wasser(dampf) in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff zu zerlegen (Elektrolyse) und Reverse Wasser-Gas-Shift-Reaktion, um Kohlenstoffdioxid zu Kohlenstoffmonoxid zu reduzieren. Mit der Co-Elektrolyse von Sunfire werden H2 und CO in einem einzigen Prozessschritt gewonnen, was die Effizienz des Gesamtverfahrens erheblich verbessert und somit auch CAPEX und OPEX reduziert. Außerdem reduziert sich der Platzbedarf durch die einstufige SUNFIRE-SYNLINK-echnologie merklich.
Durch die globale Energiewende und die Verpflichtung zur Einhaltung der Pariser Klimaschutzziele haben die Sunfire-Technologien – so die eigene Einschätzung – großes, weltweites Marktpotenzial. Der globale Bedarf nach Elektrolyse-Technologien zur Produktion von grünem Wasserstoff wird auf mehr als 3.000 Gigawatt geschätzt. Daneben benötigen zahlreiche Sektoren wie Schwertransport, Flug- oder Schiffsverkehr Ersatz für fossilen Diesel und Kerosin, die transportierbare e-Fuels über vorhandene Infrastrukturen (Tankstellen) bieten können. Neben der Herstellung von Kraftstoffen, findet Synthesegas in einer ganzen Reihe von Industrien Abnehmer: Etwa in der Chemieindustrie, bei der Herstellung von Kunststoffen oder im Kosmetiksektor.
Am 23.03.2015 ist es erstmals gelungen, künstlichen Diesel-Kraftstoff auf Basis von Wasser, CO2 und Ökostrom zu produzieren; das glasklare Blue Crude war in der Power-to-Liquids-Demonstrationsanlage in Dresden destilliert worden – ein Video zeigt erstmals den umweltfreundlichen, synthetischen Treibstoff.
Neuer Technologiepartner Paul Wurth SA
Sunfire hat eines der innovativsten Energie-Unternehmen der Welt, den weltweit führenden Maschinen- und Anlagenbauer für die Metallindustrie, Paul Wurth S.A. aus der SMS group, als neuen Lead-Investor und Technologiepartner gewonnen. Die Finanzierungsrunde unter Einbeziehung der früheren Investoren brachte dem Unternehmen zusätzlich 25 Millionen Euro Venture-Capital ein. Mit dem Geld strebt Sunfire nun die Realisierung kommerzieller Multi-Megawatt-Projekte im Bereich Elektrolyse und Power-to-X an. Für Paul Wurth ist diese Partnerschaft ein wesentlicher Schritt im Hinblick auf grüne Stahlerzeugung und eine Möglichkeit, in den wachsenden Markt für e-Fuels einzutreten.
„Mit unserer bislang größten Finanzierungsrunde stellen wir die Weichen auf Industrialisierung unserer in Pilotanlagen validierten Technologie. Wir spüren tagtäglich, wie das Interesse an unseren Lösungen für die Energiewende zunimmt“, sagt Carl Berninghausen, CEO von Sunfire. So setze beispielsweise die Salzgitter Flachstahl GmbH in einem gelungenen Pilotprojekt auf grünen Wasserstoff. „Damit haben wir in der Stahlbranche schon ein Ausrufezeichen gesetzt. Mit dem Einstieg von Paul Wurth werden wir ein wertvoller Partner für die energieintensive Industrie. Mit diesem Meilenstein machen wir den konsequenten Schritt zum Industrieunternehmen und können neben dem reinen Produktgeschäft nun auch als Dienstleister im Projektgeschäft agieren.“
Für Georges Rassel, CEO Paul Wurth, „ist unsere Zusammenarbeit mit Sunfire Ausdruck unserer Strategie, eine führende Rolle in der anstehenden Transformation der Stahlindustrie hin zu einer CO2-freien Stahlerzeugung zu spielen. Paul Wurth plant und baut Hochofen-Gesamtanlagen, Kokereien sowie Reststoffaufbereitungsanlagen für die Primärphase der Stahlerzeugung. Wir möchten unsere Kunden auch auf dem Weg zu einer wasserstoffbasierten Roheisenproduktion begleiten und dabei unterstützen, Klimaschutzziele zu erfüllen.“
Die bisherigen Sunfire-Investoren INVEN Capital, Idinvest Partners, Total Energy Ventures und der „Sunfire Entrepreneurs Club“ haben sich an der neuerlichen Finanzierungsrunde beteiligt.
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