POWERED: Nederlands consortium bevordert efficiënte CO2-conversietechnologie voor DME

Omzetten van CO2 in brandstoffen en chemicaliën

Om CO2 om te zetten in waardevolle hernieuwbare koolwaterstoffen door middel van hydrogenatie zijn aanzienlijke hoeveelheden groene waterstof nodig. Daarom is het cruciaal dat bij CO2-conversie prioriteit wordt gegeven aan hoge energie-efficiëntie en aan het selecteren van de gewenste producten. Bovendien moeten deze processen in financieel opzicht ook levensvatbaar zijn voor kleinschaligere toepassingen en locaties die niet op het aardgasnet zijn aangesloten. En bij voorkeur zijn ze zo flexibel dat kan worden ingespeeld op het schommelende aanbod dat inherent is aan vormen van hernieuwbare energie.

POWERED-project moet waarde technologie bewijzen

TNO leidt de komende vier jaar het nationale MOOI-project POWERED (Production Of Wind Energy and other Renewable Energy based DME). Dit project (dat een samenwerking is met Aramco Europe; Dimeta; Nouryon; Phase to Phase; Shell ETCA; Tata Steel; Technip; Technolution & VDL) is bedoeld om de innovatieve 'sorption-enhanced DME synthesis' (SEDMES)-technologie verder te ontwikkelen en de eerste commerciële demonstratie voor te bereiden.

Dimethylether (DME) is een vrij onschadelijke gangbare chemische stof die momenteel voornamelijk wordt gebruikt als drijfgas in aerosolproducten zoals haarlak, maar met een groot toekomstig potentieel als vervanging van fossiele brandstoffen (diesel en LPG) en als chemische bouwsteen.

Sterk consortium, samenwerking met bedrijfsleven

Voor het POWERED-project is een buitengewoon sterk consortium uit de hele waardeketen gevormd om het doel van het project - en vervolgens ook het aantonen van de commerciële levensvatbaarheid - te realiseren. Het consortium omvat niet alleen sectoren en bedrijven met veel CO2-uitstoot (Tata Steel, Aramco, VDL) en afnemers van het DME-product die duurzame alternatieven willen gebruiken (Dimeta, Nouryon), maar ook bedrijven die de technologie kunnen leveren (Technip, VDL voor hardware; Phase to Phase en Technolution voor software) en een open innovatie pilot-locatie (Shell ETCA).

Flexibiliteit

Omdat het aanbod van windenergie van nature sterk schommelt, speelt flexibiliteit in het gehele (stroom naar X) productieproces, zoals elektrolyse en DME-synthese, een belangrijke rol. Ook de elektriciteitsprijs zal naar verwachting schommelen afhankelijk van de beschikbaarheid. In het kader van POWERED wordt een flexibel energiemanagementsysteem (EMS) ontwikkeld dat de algehele flexibiliteit mogelijk maakt en de kans op systeemuitval verkleint.

Bewezen SEDMES-technologie

Door de ontwikkeling van SEDMES door TNO zijn er breed erkende successen geboekt bij het omzetten van CO2 en CO2-rijke basisgrondstoffen in DME met zeer hoge "single-pass"-opbrengsten en met ongeëvenaarde H2-efficiëntie. Niet alleen zijn de resultaten beter dan bij conventionele syntheseprocessen, maar ook in vergelijking tot andere meer recent ontwikkelde processen, waardoor de recyclestromen kleiner worden en er downstream minder kosten zijn voor het zuiveren van het product.

DME CO2 recycling pilot-installatie

Het POWERED-project richt zich op het oplossen van diverse knelpunten zodat de technologie verder kan worden uitgerold. De bestaande pilot wordt uitgebreid met zuivering en opslag van de geproduceerde DME, inclusief een nieuwe onlangs gepatenteerde procesintensiveringsstap in de vorm van 'stripping-enhanced distillation'.

Verder zullen we het volledige SEDMES-ketenproces valideren in een industrieel relevante omgeving op de Energy Transition Campus Amsterdam (ETCA). POWERED moet SEDMES commercieel aantrekkelijker maken doordat er oplossingen worden ontwikkeld voor de specifieke urgente uitdagingen waar de energie- en staalsector zich voor gesteld ziet en voor industriële lokale seizoensopslag.

Daarbij is een belangrijke stap dat het EMS zodanig wordt ontwikkeld dat het SEDMES-proces dynamisch kan verlopen, afhankelijk van de schommelingen in het aanbod van hernieuwbare energie. En tot slot wordt in het kader van POWERED ook een geoptimaliseerd en opgeschaald ontwerp van de SEDMES-reactor en het SEDMES-proces geproduceerd.