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Methanol Production via Solar Reforming of Methane

von Storch, Henrik (2016) Methanol Production via Solar Reforming of Methane. Dissertation, RWTH Aachen.

[img] PDF (Dissertation)
2MB

Official URL: http://publications.rwth-aachen.de/record/661077/files/661077.pdf

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wird ein solarer Reformierungsprozess zur Methanolherstellung untersucht. Der Prozess stellt eine Möglichkeit dar, die mit diesem Herstellungsprozess verbundenen Treibhausgasemissionen zeitnah bedeutend zu reduzieren. Hiermit wäre ein wesentlicher Schritt in der Entwicklung einer nachhaltigeren Chemieindustrie geleistet. Darüber hinaus lässt sich Methanol auch als Brennstoff einsetzen. So kann Methanol einen Beitrag zu einer klimaschonenderen Energieversorgung leisten, wenn er durch solare Reformierung produziert wird. Zunächst wurde in der Arbeit ein Gesamtprozess auf Basis der indirekt beheizten solaren Reformierung entwickelt. Hierbei war ein Ziel die anfallenden Abwärmeströme zu nutzen. Infolgedessen wird ein großer Teil der Abwärme in einem Wasser-Dampf-Kreislauf zur Stromproduktion genutzt, da es hierfür keine sinnvolle Verwendung im Prozess gibt. Darüber hinaus wird der Off-Gas-Strom der Methanolsynthese teilweise zur Stromproduktion eingesetzt. Der entwickelte Prozess nutzt Sonnenenergie und Erdgas und produziert hieraus Methanol und elektrischen Strom. Das Verhältnis der verschiedenen Ströme zueinander ist hierbei durch Parametervariation veränderbar. Eine Optimierung mit herkömmlichen Bewertungskriterien wie Energie- oder Exergiebilanzen ist daher nicht möglich. Folglich wurde ein Bewertungskriterium entwickelt, dass auf dem Ziel basiert den Verbrauch der Fossilen Rohstoffe und die damit verbundenen Treibhausgasemissionen zu reduzieren. Auf Basis dieses Bewertungskriteriums wurde der Prozess mithilfe von Parametervariationen optimiert. Die Ergebnisse zeigen, dass der Prozess das Potential hat Sonnenenergie effektiver zu nutzen, als dies bei der reinen Stromproduktion der Fall ist. Eine anschließende Wirtschaftlichkeitsbetrachtung zeigte, dass der Prozess zur konventionellen Sonnenenergienutzung theoretisch konkurrenzfähig ist. In der Praxis müssten hierfür jedoch entsprechende Fördermechanismen, wie sie für die Stromproduktion existieren, für die Herstellung von Chemierohstoffen eingeführt werden.

Item URL in elib:https://elib.dlr.de/108909/
Document Type:Thesis (Dissertation)
Title:Methanol Production via Solar Reforming of Methane
Authors:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthors ORCID iD
von Storch, HenrikHenrik.vonStorch (at) dlr.deUNSPECIFIED
Date:27 June 2016
Refereed publication:No
Open Access:Yes
Gold Open Access:No
In SCOPUS:No
In ISI Web of Science:No
Number of Pages:199
Status:Published
Keywords:methanreformierung, konzentrierte Solarstrahlung, Synthesegas, Methanol
Institution:RWTH Aachen
Department:Fakultät für Maschinenwesen
HGF - Research field:Energy
HGF - Program:Renewable Energies
HGF - Program Themes:Solar Fuels
DLR - Research area:Energy
DLR - Program:E SF - Solar research
DLR - Research theme (Project):E - Solar Fuels (old)
Location: Jülich
Institutes and Institutions:Institute of Solar Research > Solare Verfahrenstechnik
Deposited By: Sattler, Prof. Dr. Christian
Deposited On:05 Dec 2016 12:48
Last Modified:31 Jul 2019 20:06

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