1 Vorstellung einer Initiative zur Rohstoffversorgung der chemischen Industrie auf der Basis von Braunkohle ibi - Innovative Braunkohlen Integration In

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Vorstellung einer Initiative zur Rohstoffversorgung der chemischen Industrie auf

der Basis von Braunkohle

ibi - Innovative Braunkohlen Integration In Mitteldeutschland

Dr.-Ing. Tom Naundorf, Geschäftsführer TechnikROMONTA GmbHibi-Verbundprojektleiter

Most/Tschechische Republik30. Juni 2011

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Rückblick

Bildquelle: LMBV „04 Wandlung und Perspektiven – Böhlen/Zwenkau/Cospuden“

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Bitterfeld / Wolfen- Chlor- Anorganische Chemikalien- Quarzglas

Bitterfeld / Wolfen- Chlor- Anorganische Chemikalien- Quarzglas

PipelineRostock-Böhlen

Böhlen- Cracker- Anilin

Piesteritz- Harnstoff, Ammoniak, Salpetersäure

Leuna

- Raffinerie- Polymere- Basischemikalien- Katalysatoren- Leime, Amine ...

Hartmannsdorf- Tankfarm

PipelineRostock-Schwedt

Litvinov- Cracker- Petrochemikalien

Schkopau- Polymere- EDC, PVC- Ethylen Derivate

"Druschba"- Rohöl Pipeline

Rohöl

NaphthaLPG

Teutschenthal

- Kaverne

Stade- Hafen- Kaverne

Erdgas

TOTAL-Raffinerie: 100% (Erdöl)

Standort Leuna: Strom- und Dampfversorgung 100% (Erdgas)

Piesteritz: 100% (Erdgas)

Böhlen: 100% (Naphta = Erdölderivate)

Schkopau: < 100% (Crackerprodukte)

Rohstoffabhängigkeit der mitteldeutschen Chemieindustrie

Quelle: InfraLeuna GmbH 2011

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Preisstabilität von Braunkohle im Vergleich zu Erdöl / Erdgas

% zum Jahr 2000

Jahr

Braunkohleprodukte

Drittlandskohle (KW + Koks)

Erdgas

Öl (Roh- + Heizöl)

(Briketts + Staub)

0

50

100

150

200

250

300

1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010

Quelle: www.kohlenstatistik.de

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Braunkohlen-bergbau

AnlagenbauChemische Industrie

Starkes Bündnis aus Wirtschaft und Wissenschaft

Bildquelle: wikipedia.org / mibrag / www.htl-kaindorf.ac.at

Chancen für unterschiedliche Branchen

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Chemische Industrie

Braunkohlebergbau

Anlagenbau

Quelle: Website MIBRAG mbH KMS Peres

Bergbaukompetenzen der ibi-Bündnispartner → Definition der

der rohstofflichen Basis des Braunkohlen-Chemieparks

• Europaweit führende Bergbau-Kompetenzen –Know-how im Aufschluss und im Betrieb von Tagebauen, in der qualitätsgerechten Gewinnung und Bereitstellung des Rohstoffs

• Erstklassige Technologien zur Kohleaufbereitung – Einsatz von Spannwellschwingsieben und Mogensen-Sizern, Pipe-Conveyern und Wälzmühlen, Mischanlage in Deuben)

• Wissenschaftliche Exzellenz in Bergbau (Lagerstättenmodellierung, Bergbautechnik und -technologie)

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Chemische Industrie

Braunkohlebergbau

Anlagenbau

Quelle: Website Linde AG

• Weltmarktführerschaft in der Herstellung von Montanwachsen

• Führender Hersteller technischer Gase mit eigener Anlagenbaukompetenz

• Integrations-Know-how von chemischen Prozessen

• Führende wissenschaftliche Expertise in der stofflichen Kohlenutzung – Alleinstellung in den Themen katalytische Spaltung und Vergasung

• Hervorragende Infrastrukturen – Technikumsanlagen, Chemiepark

Sicherung passgenauer Entwicklungen im Bergbau und Anlagenbau durch Integration

der stofflichen und anlagentechnischen Kompetenz

der chemischen Industrie Quelle: Romonta GmbH

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Chemische Industrie

Braunkohlebergbau

Anlagenbau

• Weltmarktführer in Spezialmärkten Maschinenbau und Prozesssteuerung (z.B. Tagebaugroßgeräte)

• Spezialisten im Chemieanlagenbau (Montanwachsproduktion, Patente auf Verfahren)

• Wissenschaftliches Verfahrens- und Anlagentechnik-Know-how (z.B. Agglomeration, Extraktion)

Quelle: Website FAM

Quelle: EPC

Quelle: Website TAKRAF

Gewährleistung späterer Umsetzung der ibi-Produkte durch spezielle Expertise in

Nischen der Verfahrenstechnik und des Anlagenbaus

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DresdenDresden

AltenburgJena

Zeitz

Merseburg

Eisleben

Aschersleben

Staßfurt

Oschersleben

Freiberg

SACHSEN-ANHALT

Halle (S)

Chemnitz

Leipzig

Magdeburg

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Theißen/Profen

LeunaAmsdorf

186

2

7

3

13

12

11

10

9

4

25 km-Distanz

50 km-Distanz

75 km-Distanz

10

11

Quelle: IBI

aliphatische &aromatischeKohlenwasserstoffe

Harnstoff Ammoniak Essigsäure

Moderne Kunststoffe für alle Lebensbereiche

Düngemittel für die Landwirtschaft

Montanwachs

STOFFLICHE VERWERTUNGENERGETISCHE NUTZUNG

Erhöhung des Anteils stofflicher Kohlenutzung

Anteil stoffliche Verwertung

Anteil energetische Nutzung

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20%

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40%

60%

80%

100%

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Propylen

100%20%Europa

Coal to OlefinesNaphtha-Cracker

Erhebliche Wachstums- und Beschäftigungseffekte aus der Verlagerung der Wertschöpfung zum Kohlestandort zu erwarten

Quelle: BASF

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ibi – unser Konzept zur Stärkung Mitteldeutschlands löst weltweit Rohstoffprobleme

Hauptprodukt – Gesamttechnologie

• Braunkohle-Chemiepark – Dienstleistungen, Verfahren und Anlagentechnik zur stofflichen Nutzung der Braunkohle

Einzelprodukte

• Dienstleistung/Beratung/Entwicklungskonzepte

• Verfahren/Lizenzen/Systemlösungen

• Anlagentechnik (komplette Anlagen, Module)

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Szenarien in der Projektumsetzung

Kohlen-wasser- stoffe

Wachs

Gewinnung ExtraktionLagerstätten Aufbereitung Vergasung

Lagerstätten-modellierung

selektiveGewinnung

Extraktion

Niedertem-peratur-

konversion

Vergasung Syngas

Auf-bereitung

Homo-genisierung

Mischung/ Konditionierung

Stoffliche Integration an einem Chemiestandort

500 kt/a

860 kt/a

40 kt/a

500 kt/a 320 kt/a

100 kt/a

360 kt/a

540 kt/a

- Berechnungen auf Basis wasser-freier Braunkohle

- Gesamtmenge 1.860 kt/a entspricht 3,72 Mio. t Rohbraunkohle/a

660 kt/a

Niedertemperatur-konversion

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Bereitstellung abnehmer-gerechter Braunkohlen-sortimente

Hochselektive Braunkohlen-gewinnung

GewinnungLagerstätten Aufbereitung

Was

Wie

Bereitstellung verarbeitungsgerechter Vorprodukte für die Veredelungsverfahren hinsichtlich Qualität/Quantität

• Berücksichtigung der In-situ-Variabilität der Lagerstätte sowie der Genauigkeit lokaler Vorhersagen bei Lagerstättenmodellierung ± 5 - 10 cm, 4 - 8 Kohlesorten

• Erstmalige Übertragung der Konzepte zur geo-statischen Simulation und zur Abbauplanungs-optimierung von Diffus- auf Flözlagerstätten

• Entwicklung von Simulations- und Planungsalgorithmen

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Berücksichtigung der In-situ-Variabilität der Lagerstätte sowie der Genauigkeit lokaler Vorhersagen bei der Lagerstättenmodellierung (± 5 bis 10 cm) und Abbauplanung (4 bis 8 Kohlesorten)

Erforschung Herstellung von Agglomeraten mit engem Körnungsband (von 3/0,5 auf 3/2 mm)

Entwicklung Trocknung Feuchtagglomerate(Unterkorn von 30% auf < 8%)

Screening Maschinen Agglomeration, Herstellung von Mikrogranulaten und schonender Trocknung

Planung und Bau Technikum

Versuche großtechnische Machbarkeit

Ermittlung der Parameter für das Scale-up


Was

Wie




Qualifizierung von Rohstoffkennwerten

Entwicklung von Sensortechnik

Bergmaschinen neuer Generation

Prozesssteuer- und -regelmechanismen

Erstmalige Übertragung der Konzepte zur Geostatischen Simulation und zur Abbauplanungsoptimierung von Diffus- auf Flözlagerstätten

(Entwicklung von Simulations- und Planungsalgorithmen)

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Erstmalige Übertragung der Konzepte zur Geostatischen Simulation und zur Abbauplanungsoptimierung von Diffus- auf Flözlagerstätten

(Entwicklung von Simulations- und Planungsalgorithmen)



Berücksichtigung der In-situ-Variabilität der Lagerstätte sowie der Genauigkeit lokaler Vorhersagen bei der Lagerstättenmodellierung (± 5 bis 10 cm) und Abbauplanung (4 bis 8 Kohlesorten)

Qualifizierung von Rohstoffkennwerten

Entwicklung von Sensortechnik

Bergmaschinen neuer Generation

Prozesssteuer- und -regelmechanismen

Erforschung Herstellung von Agglomeraten mit engem Körnungsband

Entwicklung Trocknung Feuchtagglomerate

Screening Maschinen Agglomeration, Herstellung von Mikrogranulaten und schonender Trocknung





Was

Wie


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Katalytische Spaltung

Extraktion Vergasung

Entwicklung flexibles, zu-verlässiges Vergaserkonzept

flexible Konditionierung des Synthesegases für nachgelagerte Produktion von Basischemikalien

Flowsheetmodell Gesamtprozess

Schließung Lücke Extraktion zu Vergasung

Abspaltung der Inhaltsstoffe auf niedrigem Temperatur-niveau (ca. 400°C)

Kein Teer, kein Wasserstoff Steigerung Produkteausbeute von 100 kg/t auf > 300 kg/t

Erforschung neuer Extraktionstechnologie für Kohlen mit Wachsgehalt < 8% (bisher > 12% notwendig)

Technik zur Gewinnung von Wachsen mit neuen spezifischen Eigenschaften

Optimierte stoffliche Nutzung der Braunkohle mit energetischer Einbindung

Screening Extraktionsverfahren(Perkolations-, Immersions-, Hochdruckextraktion)

Screening Fest-/Flüssig-trennung; Fraktionierte Kristallisation




Katalysatorentwicklung

Planung, Aufbau und Betrieb kontinuierliche Laboranlage (Auslegungsdaten für die einzelnen Komponenten und Risikoanalyse)

Messungen im kontinuierlichen Betrieb und Modellierung

Konzepterstellung Technikumsanlage

Brennstoffcharakterisierung

Vergasungskinetik

technisches Vergaserkonzept

Flowsheet-Modellierung Optimierung Stoff-/Energieströme

Gasreinigung-/konditionierung

stoffliche Nutzung von CO2

Verfügbarkeitsanalysen

Genehmigungsfähigkeit

Was

Wie

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Niedertemperatur-konversion







Kein Teer, ohne Wasserstoff Steigerung Produkteausbeute von 100 kg/t auf > 300 kg/t














Vergasungskinetik







Was

Wie

Gase

KW org. Phase

KW wässrige Phase

Mahlkugelkreislauf/Regeneration

Extraktions-rückstand

Koks zur Vergasung

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Katalytische Spaltung







Kein Teer, kein Wasserstoff Steigerung Produkteausbeute von 100 kg/t auf > 300 kg/t














Vergasungskinetik







Was

Wie

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Organisationsstruktur des ibi-Wachstumskerns

Vorstand

Geschäftsstelle

Bündnispartnerversammlung der 13 ibi-Gründungspartner

Projektleiterversammlung (Verbundprojektleiter)

VP 2 VP 3 VP 5 VP 6 …VP 1Unterstützende

MaßnahmenVP 4

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Der ibi-VorstandVorsitzender Strategie / Projektcontrolling

Herr A. Hiltermann, InfraLeuna

Vorstand Wissenschaft

Herr Prof. Dr.-Ing. B. Meyer,TU BAF

Vorstand Finanzen / Finanzcontrolling

Herr G.-Ch. Wild, ROMONTA

Vorstand Marketing / Vertrieb

Herr H. Schmidt, MIBRAG

Im Vorstand ist auch ein gewähltes Mitglied der Projektleiterversammlung ohne Stimmrecht.

Ehrenvorsitzender des ibi-Bündnisses

Herr Prof. Dr.-Ing. K.-D. Bilkenroth, Ehrensenator der TU BAF

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Bisherige Ergebnisse:

Bewilligung der Forschung

27. Mai 2010 Bestätigung der Förderung des ibi-Wachstumskerns durch das BMBFFörderumfang von 13,9 Mio. € bei einem Gesamtprojektumfang von 21,2 Mio. € und einer Laufzeit von 3 Jahren

28. März 2011 Erteilung der Zuwendungsbescheide für die 20 Teilprojekte, die in 6 Verbundprojekten organisiert sindFörderzeitraum 01.04.2011 bis 31.03.2014

Politische Erfolge

14. Juli 2010 Aufnahme der „Kohlechemie als Brückentechnologie“ in die Hightech-Strategie 2020 für Deutschland des BMBF

17. August 2010 Gemeinsame Kabinettssitzung der Landesregierungen des Freistaats Sachsen und des Landes Sachsen-Anhalt am 17. August 2010 mit Bekenntnis zum Braunkohle Chemiepark Leuna

12. März 2011 Aufnahme des Themas Kohlechemie in den Landesentwicklungsplan 2010 des Landes Sachsen-Anhalt

13. April 2011 Kohlechemie findet Eingang in den Koalitionsvertrag der neuen sachsen-anhaltinischen Landesregierung

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