Graforce-Synthesegasproduktion – Plasmabasiert, Effizient, Modular
Der Synthesegasprozess von Graforce basiert auf einer Hochspannungs-Plasmatechnologie, die Methan (CH₄) und Kohlendioxid (CO₂) in ihre molekularen Bestandteile aufspaltet – ohne Verbrennung, Emissionen oder fossile Wärmezufuhr. Das System verwendet das gleiche modulare Reaktordesign wie die Methanplasmalyse von Graforce, jedoch mit angepasster Gaszufuhr.
Ein molarer 1:1-Mix aus CH₄ und CO₂ wird in einen Hochfrequenz-Hochspannungs-Plasmareaktor eingeleitet, wo er auf über 1.500 °C erhitzt wird. Die Plasmaenergie dissoziiert die Moleküle und erzeugt einen Synthesegasstrom, der aus etwa 14 kg CO und 1 kg H₂ pro 15 kg Gaszufuhr besteht. Der Prozess ist vollständig plasmakatalytisch und endotherm, wird ausschließlich mit erneuerbarem Strom betrieben und verbraucht – abhängig von den Betriebsbedingungen – etwa 26 kWh bis 36 kWh pro Charge.
Der anfängliche Produktausstoß weist ein H₂:CO-Verhältnis von etwa 1:14 auf, das sich präzise einstellen lässt, indem reiner Wasserstoff aus einem zweiten Graforce-Reaktor (ausschließlich Methanplasmalyse) beigemischt wird. Dadurch kann das Verhältnis bedarfsgerecht auf das ideale 2:1-H₂:CO-Verhältnis für die Fischer-Tropsch-Synthese angepasst werden.
Ein zentraler Vorteil des Verfahrens ist die Erzeugung von Hochtemperatur-Abwärme (~750 °C). Diese Wärme wird direkt im System wiederverwendet – etwa für die CO₂-Abscheidung, Dampferzeugung oder die Vorwärmung des FT-Reaktors. Diese Integration senkt den externen Energiebedarf erheblich und verbessert die Gesamtklimabilanz.
Im Gegensatz zur konventionellen Reformierung wird kein CO₂ emittiert – stattdessen wird CO₂ als Rohstoff eingesetzt. In Kombination mit erneuerbarem Strom und modularer Hardware ermöglicht das Graforce-System eine saubere und skalierbare Herstellung von SAF, Methanol und synthetischen Kohlenwasserstoffen auf Basis von industriellem CO₂, erneuerbarer Energie sowie Erdgas, Fackelgas, Biomethan und Biogas.
Bis zu 90 % CO₂-Reduktion
Unser Verfahren erzielt 85 % –90 % geringere Lebenszyklusemissionen im Vergleich zu fossilem Kerosin – durch die Nutzung von industriellem CO₂, erneuerbarer Energie und Methan aus Erdgas- oder Fackelgasquellen. Abwärme wird wiederverwendet, Emissionen werden minimiert und Kohlenstoff wird recycelt.
Zweireaktorsystem – betrieben mit erneuerbarem Strom
Die modulare Architektur von Graforce basiert auf zwei zentralen Reaktoren::
1. Syngas-Plasmalyse (Reaktor 1)
- Zufuhr: 50:50-Gemisch aus CH₄ und CO₂
- Output: 14 kg CO + 1 kg H₂ pro 15 kg Feed
- Vorteil: Direkte Erzeugung von Synthesegas für die Fischer-Tropsch-Synthese
- Zusätzlich: Erzeugt Prozesswärme von ~750 °C, die für Dampferzeugung oder FT-Integration wiederverwendet wird
2. Wasserstoff-Plasmalyse (Reaktor 2)
- Feed: reines CH₄ + Strom
- Output: 1 kg H₂ + fester Kohlenstoff
- Vorteil: Emissionsfreier Wasserstoff und ein wertvolles Nebenprodukt
- Marktwert des Kohlenstoffs: ~ 450 € pro Tonne
Dieses modulare Design ermöglicht die flexible Einstellung des H₂/CO-Verhältnisses auf das optimale Verhältnis von 2:1 für die Fischer-Tropsch-Konversion.
Kosteneffiziente SAF-Produktion
Zur besseren Bewertung der Kohlenstoffintensität und des wirtschaftlichen Rahmens unseres Verfahrens haben wir eine detaillierte Analyse auf Grundlage eines skalierbaren Referenzszenarios durchgeführt.
Das beigefügte Dokument enthält eine techno-ökonomische Analyse (TEA) für einen Prozess auf Basis von CO₂ und CH₄ als Einsatzstoffe, wobei CO und H₂ die einzigen Produktkomponenten vor der Fischer-Tropsch-Synthese sind.
Die Analyse basiert auf einer 20-MW-Plasmalyseanlage, die sich aus modularen 500-kW-Plasmareaktoreinheiten zusammensetzt. Diese Konfiguration ermöglicht die standortnahe Erzeugung von Synthesegas und Wasserstoff, die direkt in eine Fischer-Tropsch-Syntheseeinheit zur Herstellung von Sustainable Aviation Fuel (SAF) eingespeist werden.
Zentrale Elemente der Analyse:
- Modularer Aufbau: 30 Module zur Synthesegas-Plasmalyse und 10 Module zur Wasserstoff-Plasmalyse, jeweils mit einem Preis von 1,2 Millionen Euro
- Einsatzstoffe: Fossiles Methan und abgeschiedenes CO₂ (Biomethan ist in diesem Szenario nicht enthalten)
- Kohlenstoff-Nebenprodukt: Der mitproduzierte feste Kohlenstoff wird mit einem Marktwert von 500 € pro Tonne angesetzt
- CAPEX-Umfang: Die Investitionskosten für CO₂-Abscheidung, Photovoltaik und die Fischer-Tropsch-Anlage sind vollständig berücksichtigt
Diese TEA zeigt die technische und wirtschaftliche Machbarkeit einer 20-MW-SAF-Anlage unter Nutzung der Plasmalyse-Technologie von Graforce zur Herstellung kohlenstoffarmer Kraftstoffe mit hoher Wirtschaftlichkeit. Dank eigener Synthesegaserzeugung und Wärmerückgewinnung erreichen wir SAF-Herstellungskosten von nur 0,90 € –1,80 € pro Kilogramm – vollständig wettbewerbsfähig mit anderen Verfahren und bereit zur Skalierung.
Graforce macht SAF möglich – heute und im industriellen Maßstab.
