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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

5

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%

0%

40%

60%

80%

100%

Ein

satz

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prim

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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

GewinnungLagerstätten Aufbereitung

Was

Wie

Bereitstellung verarbeitungsgerechter Vorprodukte für die Veredelungsverfahren hinsichtlich Qualität/Quantität

Bereitstellung abnehmer-gerechter Braunkohlen-sortimente

Hochselektive Braunkohlen-gewinnung

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)

Bereitstellung abnehmer-gerechter Braunkohlen-sortimente

Hochselektive Braunkohlen-gewinnung

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

Planung und Bau Technikum

Versuche großtechnische Machbarkeit

Ermittlung der Parameter für das Scale-up

GewinnungLagerstätten Aufbereitung

Was

Wie

Bereitstellung verarbeitungsgerechter Vorprodukte für die Veredelungsverfahren hinsichtlich Qualität/Quantität

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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

Planung und Bau Technikum

Versuche großtechnische Machbarkeit

Ermittlung der Parameter für das Scale-up

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

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, ohne 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

Planung und Bau Technikum

Versuche großtechnische Machbarkeit

Ermittlung der Parameter für das Scale-up

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

Gase

KW org. Phase

KW wässrige Phase

Mahlkugelkreislauf/Regeneration

Extraktions-rückstand

Koks zur Vergasung

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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

Planung und Bau Technikum

Versuche großtechnische Machbarkeit

Ermittlung der Parameter für das Scale-up

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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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