ibi - Innovative Braunkohlen Integration in Mitteldeutschland - Leuna (2011-2014)

Der Wachstumskern

Das Wachstumskern-Bündnis schließt an das gleichnamige Innovationsforum an, das von 2008 bis 2009 vom BMBF gefördert wurde.

Regional verwurzelte, mitteldeutsche Unternehmen, die eine stoffliche Nutzung von Braunkohle im Umfeld bestehender Chemieparks als möglich erachten, arbeiten im Wachstumskern zusammen. Aufgabe ist es, die Prozessschritte von der Lagerstätte über die Gewinnung und Aufbereitung bis zur stofflichen Umsetzung (Extraktion, Niedertemperaturkonversion, Vergasung) miteinander zu vernetzen. Unter dem Primat der Wirtschaftlichkeit soll so u.a. der Anfall von Reststoffen minimiert und die Umweltbelastung reduziert werden. Dazu ist es notwendig, vollständig neue Technologien, Anlagen und Verfahren zu entwickeln und aufeinander abzustimmen.

Die Umsetzung der Prozesskette wird zunächst in Mitteldeutschland demonstriert. Das ibi-Bündnis bestehend aus zwölf Institutionen (zehn Unternehmen und zwei Hochschulen) möchtet die Voraussetzungen schaffen, die weltweiten Braunkohlenvorkommen als Grundlage für die erfolgreiche überregionale Vermarktung der Technologien zu nutzen, da angesichts der unsicheren Versorgungslage sowie der Preisentwicklung bei Erdöl und Erdgas die Nachfrage der chemischen Industrie nach großvolumigen Kohlenwasserstoffquellen anhalten wird.

Die Forschungsarbeiten in dem FuE-Verbundvorhaben mit sechs Verbundprojekten und 19 Teilprojekten sowie begleitende strategische Maßnahmen werden in den nächsten drei Jahren dazu beitragen, die bestehenden Defizite und fehlenden Methoden, Verfahren und Technologien zu entwickeln und auf ein wettbewerbsfähiges Niveau zu heben.

Zur Realisierung eines „Braunkohlen-Chemieparks“ müssen die Verfahren der Prozesskette optimal aufeinander abgestimmt sein, da nur so eine wirtschaftliche Verfahrensgestaltung möglich ist. Kunden mit schwankenden Rahmenbedingungen hinsichtlich Lagerstättengegebenheiten und Zielprodukten wird ein auf ihre Bedürfnisse angepasster, flexibel reagierender „Braunkohlen-Chemiepark“ angeboten.

Die Ziele

Künftig werden weltweit Verfahrenstechnologien und Anlagen benötigt, die alternative Kohlenwasserstoffquellen wie die Braunkohle für die chemische Industrie nutzbar machen. Dabei sind Komplettlösungen wichtig, die die Eigenschaften der Kohle vom Bergbau bis zur Veredelung berücksichtigen. Das ibi-Bündnis will genau diese, aufeinander abgestimmte Verfahrenstechnologie, den „Braunkohlen-Chemiepark“ entwickeln.

Motor für diese Entwicklung ist die Tatsache, dass Erdöl aufgrund einer verstärkten Nachfrage weniger gut verfügbar und damit teurer wird. Alternative Rohstoffquellen gewinnen somit an Bedeutung. Über die stoffliche Nutzung der Braunkohle werden traditionell exportorientierte Branchen wie z.B. der Maschinen- und Anlagenbau gestärkt. Ausgehend von den Effekten in der mitteldeutschen Region bietet das ibi-Gesamtvorhaben die Chance, über die verminderte Abhängigkeit von Erdöl und Erdgas und einer gesteigerten regionalen Wertschöpfung, Wachstumsimpulse für die gesamte deutsche Volkswirtschaft zu generieren.

Die Projekte

Verbundprojekt 1: Integriertes Lagerstättenmanagement
Ziel des Verbundprojektes ist die Entwicklung, Prüfung und Implementierung einer Methodik zur Abbauplanungsoptimierung auf der Basis modifizierter Lagerstättenmodelle, welche erstmals die in-situ Variabilität, d. h. die geologische Unsicherheit auf der Grundlage der geostatistischen Simulation für sedimentartige Lagerstätten, abbilden.

Verbundprojekt 2: Hochselektive Braunkohlengewinnung
In diesem Verbundprojekt werden die technischen Voraussetzungen für die Datenbereitstellung und Pflege interaktiver Modellstrukturen geschaffen und eine neue, an die vorhandenen Lagerstättenbedingungen und geforderten Rohstoffqualitäten angepasste Bergmaschinengeneration entwickelt.

Verbundprojekt 3: Aufbereitung von Braunkohle durch Agglomeration und Trocknung
Das Verbundprojekt dient der Erforschung neuer Aufbereitungsverfahren zur optimalen Bereitstellung von Kohle für die sich anschließenden Prozessstufen Extraktion, katalytische Spaltung und Vergasung hinsichtlich eines engen Körnungsbandes und der Feuchte.

Verbundprojekt 4: Extraktion
Im Verbundprojekt 4 erfolgt die Erforschung von neuen Extraktionstechnologien zur Gewinnung von Montanwachsen aus Braunkohlen unterschiedlicher Qualität und Herkunft. Ziel ist, die Ausbeute des Verfahrens von derzeit erreichten 70 Prozent auf 90 Prozent zu steigern und damit auch Kohlen mit einem Montanwachsgehalt < 10 Prozent wirtschaftlich einsetzen zu können. Außerdem werden Verfahren entwickelt, die es ermöglichen, Montanwachse mit spezifischen Eigenschaften gezielt für ausgewählte Anwendungen produzieren zu können.

Verbundprojekt 5: Niedertemperaturkonversion
Die verfahrenstechnische Grundsatzentwicklung der katalytischen Spaltung von Braunkohle und -extraktrückständen in den industriellen Maßstab bis zum Jahr 2020 ermöglicht die direkte stoffliche Nutzung der Braunkohleinhaltsstoffe. Es stellt ein effizientes Niedertemperaturkonversionsverfahren dar, weil im Vergleich zum Stand der Technik kaum ungewünschter Teer anfällt und kein kostspieliger Wasserstoff für die Hydrierung benötigt wird.

Verbundprojekt 6: Vergasung
Zielstellung ist hier die Entwicklung einer Anlagentechnologie zur Bereitstellung eines Synthesegases, welches in jedem beliebigen Verhältnis von Kohlenmonoxid und Wasserstoff eingestellt werden kann. Die Verfahrensentwicklung muss u.a. folgendes leisten:

  • Entwicklung einer Vergasertechnologie, die rohstoffseitig die Reststoffe (Koks) aus der katalytischen Spaltung, die extrahierte Kohle aus der Extraktion, ein definiertes Band aus der Gewinnung sowie Biomasse in breiten Mischungsverhältnissen verarbeiten kann. In Hinblick auf die Verwertung der Anlagentechnologie, ist auf größtmögliche Flexibilität zu achten. Die Vergasertechnologie soll rückstandsfrei arbeiten (keine teerhaltigen und ähnliche Rückstände).
  • Gasaufbereitung nach den Vorgaben, die aus den downstream-Prozessen vorliegen bzw. vorgegeben werden.
  • Minimierung des energetischen Gesamtaufwandes und Reduktion von Emissionen (insbesondere CO2).

Die Partner

Im ibi-Bündnis haben sich zwölf Partner aus Wirtschaft und Wissenschaft zusammengeschlossen.

ibi-Bündnispartner aus der Wirtschaft

  • ABB Automation, Leipzig
    wichtigster Systemautomatisierer von Tagebaugroßgeräten
  • EPC Engineering Consulting GmbH, Leuna
    Spezialist für Anlagenbau
  • FAM GmbH, Magdeburg
    Tagebauausrüster mit Spezialisierung Förder- und Haldentechnik
  • IHU mbH, Halle
    FuE, Wissensmanagement, Wissenschaftliche Koordinierung, Consulting
  • InfraLeuna GmbH, Leuna
    größter Chemieparkbetreiber in Ostdeutschland
  • isw gGmbH, Halle
    Consulting, Management
  • Linde Group/Linde Gas, Leuna
    größtes Gasezentrum Europas
  • MIBRAG mbH, Zeitz
    größtes Bergbauunternehmen in Mitteldeutschland
  • ROMONTA GmbH, Amsdorf
    Weltmarktführer für Montanwachs
  • TAKRAF GmbH, Leipzig
    einer der drei Produzenten von Tagebaugroßgeräten in Deutschland

ibi-Bündnispartner aus der Wissenschaft

  • Hochschule Merseburg (FH), Bereich Verfahrenstechnik/Technische Reaktionsführung
  • TU Bergakademie Freiberg
    Institut für Bergbau und Spezialtiefbau
    Institut für Energieverfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen
    Institut für Markscheidewesen und Geodäsie
    Institut für Thermische Verfahrenstechnik, Umwelt- und Naturstoffverfahrenstechnik 

Unterstützer des ibi-Bündnisses

  • ChemieCluster Mitteldeutschland
  • Dr. Thielbeer Consulting, Hamburg

Kontakt

Sprecher:
Andreas Hiltermann
Geschäftsführer
InfraLeuna GmbH
Postfach 11 11
06234 Leuna
Tel.: 03461 43-3001
Fax: 03461 43-4290
E-Mail: a.hiltermann[at]infraleuna.de
http://ibi-wachstumskern.de

ibi-Geschäftsstelle:
isw GmbH
Seebener Straße 22
06114 Halle (Saale) 
Tel.: 0345 94 97 96 71
Fax: 0345 29 98 27 11
info[at]ibi-geschaeftsstelle.de


Laufzeit: 01.04.2011-31.03.2014

Berichterstattung aus dem "Blickpunkt" finden Sie hier.