ERA-IB 5: CO2Chem - Biologische Konversion von CO2 zur Plattform-Chemikalie 3-Hydroxypropansäure, Teilprojekt Siemens

Siemens wird mit LanzaTech eine techno-ökonomische Machbarkeitsstudie zur Fermentation von CO2/H2 zu 3-Hydroxypropionsäure durchführen. Dies beinhaltet die Konzepterarbeitung für die Bereitstellung der Edukte CO2 und H2. Dazu werden industrielle CO2-Quellen bezüglich Verfügbarkeit, Menge und Qualität bewertet. Analog werden H2-Quellen, wie Elektrolyse Biomassevergasung und industrielle Restgase, analysiert. Danach wird ein Konzept für die Kopplung der Teilprozesse (CO2-Konditionierung, H2-Bereitstellung, Fermentation, Produktaufbereitung, Wärmemanagement) und deren Integration in eine industrielle Gesamtanlage entwickelt. Für das erfolgversprechendste Konzept wird eine Wirtschaftlichkeitsbewertung erstellt sowie die Einflussgrößen für die Wettbewerbsfähigkeit der CO2/H2-Fermentation erarbeitet und Anforderungen an die technischen, wirtschaftlichen und regulatorischen Rahmenbedingungen abgeleitet. Siemens wird zwei Arbeitspakete bearbeiten. Das Erste umfasst die technische Analyse mit den Aufgaben Szenariodefinition (Monate 1-6), integriertes Anlagenkonzept (M7-15) und Prozesssimulation zur Erstellung von Massen- und Energiebilanzen (M10-18). Im zweiten AP erfolgt die ökonomische Bewertung des erfolgversprechendsten Szenarios aus AP1. Diese umfasst die Aufgaben Erstellung eines Wirtschaftlichkeitsmodells (M16-24) inkl. Betriebs- und Investitionskosten, Sensitivitätsanalyse zur Identifizierung der Kostentreiber (M19-24), Vergleich der biologischen und chemischen Nutzung von CO2/H2 (M25-30) und Erstellen eines Abschlussberichts. LanzaTech wird bei der Prozessentwicklung mitwirken und Kostendaten bereitstellen. In beiden APs werden die Methodik und die Modelle an Hand von Ergebnissen für die Ethanol- oder Acetatherstellung erarbeitet und in der letzten Projektphase unter Nutzung der Forschungsergebnissen der Projektpartner bei der Entwicklung neuer Bakterien für 3-Hydroxypropionsäure-Herstellung adaptiert (M28-36).