Der Forschungsansatz der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler im Projekt Scoore klingt bestechend. Ziel ist es, den Kohlenstoff aus CO₂ wieder in Produkte einzubauen, anstelle das produktionsbedingt anfallende Treibhausgas in die Atmosphäre zu emittieren. Bis diese Vision in bestehenden Anlagen allerdings etablierte Praxis wird, ist noch einiges an Forschungsarbeit zu erledigen. Die BASF-Fachleute wollen dies nun zusammen mit einem Wissenschaftsteam der Technischen Universität (TU) Bergakademie Freiberg angehen.

Neues Oxogas-Syntheseverfahren für Brenner und Reaktor

Dr.-Ing. André Bader von der BASF ist Projektleiter beim Forschungsvorhaben Scoore © private Aufnahme | Dr.-Ing. André Bader von der BASF ist Projektleiter beim Forschungsvorhaben Scoore

Konkret untersucht das Scoore-Projektteam zunächst das Brenner- und Reaktorkonzept für die Synthesegasanlage am BASF Standort Ludwigshafen. Dabei sollen innovative Rechenmodelle zum Einsatz kommen. Diese simulieren den Prozess der CO₂-Synthesegas-Erzeugung. Die gewonnenen Daten unterstützen die Forschenden dabei, das Oxogas-Syntheseverfahren Schritt für Schritt auf die neuen Produktionserfordernisse hin anzupassen. „Oberstes Ziel ist es, die Synthesegas-Qualität im veränderten Herstellungsprozess zu halten, obwohl sich mit der zusätzlichen CO₂-Zufuhr viele Parameter wandeln“, erläutert Projektleiter Dr.-Ing. André Bader, Research Engineer für die Verfahrensentwicklung von Petrochemikalien bei der BASF.

Die Liste der geplanten Versuche ist lang. So wollen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler beispielsweise das Flammenbild im Brenner beobachten und die dortigen Temperaturen sowie die veränderten Reaktionsgeschwindigkeiten genau analysieren. Das geschieht zum einen virtuell, zum anderen aber auch real an der in Freiberg betriebenen großtechnischen Versuchsanlage HP POX. „Die rechnergestützten Ergebnisse und die Labortest-Resultate werden wir im Nachgang vergleichen und interpretieren“, erklärt André Bader. Auf diese Weise soll beispielsweise eine stabile Flammenführung sichergestellt werden, damit in Folge keine Bauteile geschädigt werden.

Demonstration im Industriemaßstab auf BASF-Anlage

Sobald das Konzept für Brenner und Reaktor optimiert und auf der Freiberger Versuchsanlage störungsfrei gelaufen ist, soll das neue Verfahren im Industriemaßstab an einem bestehenden Synthesegas-Generator der BASF in Ludwigshafen demonstriert werden. Dieser wird eigens dafür umgebaut. „Das wird ein spannender Projektschritt. Denn ein einfaches Hochskalieren funktioniert nicht. Mit einer 1:1-Übertragung aller Daten ist es leider nicht getan“, so André Bader. Daher finden im Vorfeld zu den Versuchen auf dem BASF-Betriebsgelände Prozessmodellierungen am Rechner statt, um Schwachstellen zu entdecken und zu beseitigen.

André Bader weiß, welche Herausforderungen auf das Projektteam warten. Doch sollte die Umrüstung gelingen, könnte die neue Technologie in der gesamten Branche deutlich früher als bei einem Anlagenneubau eingesetzt werden. Denn nicht nur die BASF betreibt mehrere dieser Produktionsstätten. Ähnliche Produktionsanlagen befinden sich an mehreren großen Chemie-Standorten in Deutschland und Europa.