Kohlendioxidausstoß, und Verfahren zum Betrieb derselben

Die Erfindung richtet sich auf eine industrielle Produktionsanlage, die eine aus einem kohlenstoffhaltigen Einsatzstoff ein CO2-armes und H ₂ -reiches Produktgas oder Abgas erzeugende erste Produktionsanlage, insbesondere einen Koksofen, mit einer zugeordneten ersten Abgasreinigungsvorrichtung und einer zugeordneten zweiten Abgasreinigungsvorrichtung umfasst.

Weiterhin richtet sich die Erfindung auf ein Verfahren zum zumindest im Wesentlichen CO2-freien Betrieb einer aus einem kohlenstoffhaltigen Einsatzstoff ein CO2-armes und H ₂ -reiches Produktgas oder Abgas erzeugenden ersten Produktionsanlage mit einer zugeordneten ersten Abgasreinigungsvorrichtung und einer zugeordneten zweiten Abgasreinigungsvorrichtung.

Es ist ein seit längerem bestehendes allgemeines Bestreben, industrielle Produktionsanlagen mit einem möglichst geringen Treibgasausstoß, insbesondere einem möglichst geringen CO2-Ausstoß zu betreiben. Es sind daher bereits eine Reihe von Verfahren und Vorrichtungen entwickelt worden, mit Hilfe welcher das jeweilige Treibhausgas und insbesondere Kohlendioxid aus dem Abgas herausgefiltert und gespeichert werden kann. Diese häufig auch unter dem Oberbegriff „Carbon Capture and Storage" subsummierten Technologien, Verfahren und Vorrichtungen zielen darauf ab, Kohlendioxid von einem Abgas, insbesondere einem Rauchgas, abzuscheiden und dann zu lagern. Da dieser Abscheidungsprozesse jeweils Wirkungsgradverluste oder einen erhöhten Investitionsaufwand und damit verbundene zusätzliche Kosten verursachen, sind im Stand der Technik auch schon Konzepte veröffentlicht worden, die unter dem Begriff„Carbon Capture and Utilisation" subsummiert werden und welche nicht die reine Lagerung des Kohlendioxids, sondern dessen Weiterverarbeitung zu einem handelbaren Produkt offenbaren. Ein solches Konzept stellt beispielsweise das so genannte „Power to Fuel"-Konzept dar, bei welchem der CO2-Anteil in Rauchgasen von Kraftwerken unter Hinzuziehung von in einer zugeordneten Wasserelektrolyse erzeugtem Wasserstoff (H ₂ ) zu Methan, Methanol oder Methanoder Methanolfolgeprodukten umgewandelt wird.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen, die eine vorteilhaft realisierbare und durchführbare Alternative für eine industrielle Produktionsanlage bereitstellt, mit welcher ein Carbon Capture and Utilisation-Verfahren effektiv und effizient durchführbar ist.

Die vorstehende Aufgabe wird gelöst durch eine industrielle Produktionsanlage gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 10.

Demnach umfasst die erfindungsgemäße industrielle Produktionsanlage eine aus einem kohlenstoffhaltigen Einsatzstoff ein CO2-armes und H ₂ -reiches Produktgas oder Abgas erzeugende erste Produktionsanlage mit einer zugeordneten ersten Abgasreinigungsvorrichtung und einer zugeordneten zweiten Abgasreinigungsvorrichtung,

eine über eine erste Leitungsverbindung mit der ersten Abgasreinigungsvorrichtung verbundene, das Produkt- oder Abgas in einen kohlenstoffhaltigen, zumindest im Wesentlichen H ₂ -freien und einen zumindest im Wesentlichen kohlenstofffreien, H ₂ -reichen Teilgasstrom aufteilende Gasaufbereitungsanlage, wobei der im Wesentlichen H ₂ -freie Teilgasstrom mittels einer zweiten Leitungsverbindung zumindest teilweise einer oder mehreren Feuerungseinrichtung(en) zuführbar ist, welche die erste Produktionsanlage aufweist,

eine Einrichtung zur Erzeugung eines CO ₂ -reichen Gasstroms, der zumindest ein

Teil des in der oder den Feuerungseinrichtung(en) entstehenden CO ₂ -haltigen Abgasstroms nach Durchströmen der zweiten Abgasreinigungsvorrichtung zumindest teilweise zuführbar ist,

eine Wasserstoff (H ₂ ) und Sauerstoff (O ₂ ) erzeugende Wasserelektrolyseanlage und eine Methanol und/oder Methanolfolgeprodukte erzeugende zweite

Produktionsanlage, die einerseits in CO ₂ -Leitungsverbindung mit der den CO ₂ - reichen Gasstroms erzeugenden Einrichtung steht und der mittels dieser CO ₂ - Leitungsverbindung der CO ₂ -reiche Gasstrom zumindest teilweise zuführbar ist und die andererseits in H ₂ -Leitungsverbindung mit der Gasaufbereitungsanlage und der Wasserelektrolyseanlage steht und der mittels dieser H ₂ - Leitungsverbindung der in der Gasaufbereitungsanlage erzeugte H ₂ -reiche Teilgaststrom und/oder der in der Wasserelektrolyseanlage erzeugte Wasserstoff (H ₂ ) zumindest jeweils teilweise zuführbar ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum zumindest im Wesentlichen CO2-freien Betrieb einer aus einem kohlenstoffhaltigen Einsatzstoff ein CO2-armes und H ₂ - reiches Produktgas oder Abgas erzeugenden ersten Produktionsanlage mit einer zugeordneten ersten Abgasreinigungsvorrichtung und einer zugeordneten zweiten Abgasreinigungsvorrichtung, insbesondere zum Betrieb einer industriellen Produktionsanlage nach einem der Ansprüche 1 - 9, zeichnet sich dadurch aus, dass das CO2-arme und H ₂ -reiche Produktgas oder Abgas über eine erste, mit der ersten Abgasreinigungsvorrichtung verbundene Leitungsverbindung einer das Produktgas oder Abgas in einen kohlenstoffhaltigen, zumindest im Wesentlichen H ₂ -freien und einen zumindest im Wesentlichen kohlenstofffreien, H ₂ -reichen Teilgasstrom aufteilenden Gasaufbereitungsanlage zugeführt wird und der im Wesentlichen H ₂ -freie Teilgasstrom über eine zweite Leitungsverbindung einer oder mehreren Feuerungseinrichtung(en) der ersten Produktionsanlage zumindest teilweise zugeleitet wird,

wobei zumindest ein Teil des in der oder den Feuerungseinrichtung(en) entstehenden CO ₂ -haltigen Abgasstroms nach Durchlaufen der zweiten Abgasreinigungsvorrichtung zumindest teilweise einer Einrichtung zur Erzeugung eines CO ₂ -reichen Gasstroms zugeführt wird,

wobei in einer Wasserelektrolyseanlage mittels Wasserelektrolyse Wasserstoff (H ₂ ) sowie Sauerstoff (O ₂ ) und in einer zweiten Produktionsanlage Methanol und/oder Methanolfolgeprodukte erzeugt werden und der zweiten Produktionsanlage einerseits über eine CO ₂ -Leitungsverbindung der in der den CO ₂ -reichen Gasstrom erzeugenden Einrichtung erzeugte CO ₂ -reiche Gasstrom zumindest teilweise zugeführt wird und der andererseits über eine H ₂ - Leitungsverbindung der von der Gasaufbereitungsanlage erzeugte H ₂ -reiche

Teilgaststrom und/oder der in der Wasserelektrolyseanlage erzeugte Wasserstoff (H ₂ ) zumindest jeweils teilweise zugeführt wird. Die erfindungsgemäße industrielle Produktionsanlage und das erfindungsgemäße Verfahren bieten den Vorteil, dass damit 90 % des in einer aus einem kohlenstoffhaltigen Einsatzstoff ein CO2-armes und H ₂ -reiches Produktgas oder Abgas erzeugenden ersten Produktionsanlage erzeugte Kohlendioxid, aber auch das in der industriellen Produktionsanlage insgesamt entstehende CO2, weder in die Umwelt entlassen noch gespeichert, sondern unmittelbar zu einem handelbaren und verkaufsfähigen Produkt, nämlich Methanol oder ein Methanolfolgeprodukt, umgewandelt werden. Durch die unmittelbare Erzeugung des handelbaren Produktes Methanol oder ein Methanolfolgeprodukt wird die Wirtschaftlichkeit einer solchen industriellen Produktionsanlage verbessert. Hierzu trägt u. a. auch bei, dass der derzeit noch häufig im öffentlichen Stromnetz vorhandene so genannte„Überschussstrom", der aufgrund einer Überproduktion der auf Basis erneuerbarer Energien stromproduzierenden Erzeugungsanlagen häufig vorhanden ist, für die vorgesehene Wasserelektrolyse genutzt werden kann. Somit kann dann ein konventionelles Kraftwerk, insbesondere ein Kohlekraftwerk, im Rahmen dieser industriellen Produktionsanlage ebenfalls wirtschaftlich auch in solchen Fällen betrieben werden, da der im Mindestlastbereich weiterhin entstehende Strom in der Wasserelektrolyse genutzt werden kann, die zeitlich sehr flexibel hoch- und heruntergefahren werden kann. Insgesamt kann sich bei entsprechender Nutzung und Rückintegration entstehender Abwärmen in den im Rahmen der erfindungsgemäßen industriellen Produktionsanlage möglichen Produktionsprozess ein Wirkungsgrad von 69 % der Produktionsanlage erzielen. In Ausgestaltung der industriellen Produktionsanlage sieht die Erfindung daher auch vor, dass sie ein mit kohlenstoffhaltigem Brennstoff befeuertes Kraftwerk umfasst, das einen Wasser/Dampfkreislauf aufweist, der mindestens einen dampfbeaufschlagten Turbosatz mit mindestens einem Generator umfasst, und das über eine dritte Leitungsverbindung mit der Gasaufbereitungsanlage in medienführender Leitungsverbindung steht, mittels welcher der im Wesentlichen

H ₂ -freie Teilgasstrom zumindest teilweise dem Kraftwerk zuführbar ist.

In analoger Weise zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren in Weiterbildung dadurch aus, dass der im Wesentlichen H ₂ -freie Teilgasstrom über eine dritte Leitungsverbindung zumindest teilweise einem Kraftwerk zugeleitet wird, wobei das Kraftwerk einen Wasser/Dampfkreislauf mit mindestens einem dampfbeaufschlagten Turbosatz mit mindestens einem Generator aufweist und mit kohlenstoffhaltigem Brennstoff befeuert wird sowie sein CO ₂ -haltiger Abgasstrom zumindest teilweise der zugeordneten zweiten Abgasreinigungsvorrichtung zugeführt wird.

Um die Flexibilität des Kraftwerkes und die flexible Nutzung von im öffentlichen Stromnetz gegebenenfalls vorhandenem Überschussstrom nutzen zu können, sieht die Erfindung in vorteilhafter Weiterbildung vor, dass die Gasaufbereitungsanlage und die Wasserelektrolyseanlage eine elektrische Leitungsverbindung sowohl zu dem mindestens einen Generator des Kraftwerks als auch zum öffentlichen Stromnetz aufweisen und wahlweise mit im öffentlichen Stromnetz vorhandenem Strom, insbesondere Überschussstrom, und/oder mit von dem mindestens einen Generator erzeugtem elektrischem Strom betreibbar sind.

Aufgrund dieser Vernetzung kann die einerseits vom Kraftwerk erzeugte Strommenge und andererseits die aus dem Netz beispielsweise im Rahmen der Regelungsleistung eines Kraftwerkes abgenommene Leistung flexibel auf die Gasaufbereitungsanlage und die Wasserelektrolyse verteilt und gegebenenfalls die Wasserelektrolyse kurzfristig hoch oder herunter gefahren werden.

Insbesondere dann, wenn die aus einem kohlenstoffhaltigen Einsatzstoff ein CO ₂ - armes und H ₂ -reiches Produktgas oder Abgas erzeugende erste Produktanlage Feuerungseinrichtungen aufweist, wie dies beispielsweise bei einem Koksofen der

Fall ist, lässt sich der in der Gasaufbereitungsanlage erzeugte, zumindest im Wesentlichen H ₂ -freie und in der Regel kohlenstoffhaltige Teilgasstrom vorteilhaft in einer solchen Feuerungsanlage verbrennen. Dies gilt insbesondere dann, wenn dieser Teilgasstrom auch noch Methananteile enthält, wie dies bei einem Kokereigas der Fall ist. Die Erfindung zeichnet sich daher weiterhin dadurch aus, dass die eine oder mehrere Feuerungseinrichtungen der ersten Produktionsanlage einlassseitig über die zweite Leitungsverbindung und/oder die dritte Leitungsverbindung in medienführender Leitungsverbindung mit der Gasaufbereitungsanlage steht/stehen, über welche der oder den Feuerungseinrichtung(en) zumindest ein Teil des in der Gasaufbereitungsanlage erzeugten kohlenstoffhaltigen, zumindest im Wesentlichen H ₂ -freien Teilgasstroms als Brennstoff zuführbar ist. Zweckmäßig und besonders vorteilhaft ist es dann weiterhin ebenso, wenn das insbesondere in solchen Feuerungseinrichtungen, wie beispielsweise der oder den Feuerungseinrichtung(en) eines Koksofens entstehende, ebenfalls CO ₂ -haltige Abgas aufbereitet und genutzt wird. Die Erfindung sieht in weiterer Ausgestaltung daher ebenfalls vor, dass die eine oder mehrere Feuerungseinrichtungen der ersten Produktionsanlage abgasseitig über eine vierte Leitungsverbindung mit der zweiten Abgasreinigungsvorrichtung und/oder mit einer den CO ₂ -haltigen Abgasstrom des Kraftwerks führenden Leitungsverbindung in medienführender Leitungsverbindung steht/stehen, über welche der zweiten Abgasreinigungsvorrichtung zumindest ein Teil der in der oder den Feuerungseinrichtung(en) und/oder dem Kraftwerk entstehenden CO ₂ -haltigen Abgasströme, vorzugsweise die Abgasströme insgesamt, zuführbar ist.

Eine besonders zweckmäßige Ausführung einer Gasaufbereitungsanlage stellt eine Druckwechseladsorptionsanlage dar, so dass die Erfindung in weiterer Ausgestaltung zudem vorsieht, dass die Gasaufbereitungsanlage als Druckwechseladsorptionsanlage ausgebildet ist.

Um aus dem sich bildenden Produktgas/Abgas/Rauchgas-Strom das Kohlendioxid herauslösen und von diesem abtrennen zu können, haben sich so genannte Post Combustion Capture (PCC)-Verfahren als besonders vorteilhaft erwiesen. Die

Erfindung zeichnet sich in weiterer Ausgestaltung daher auch dadurch aus, dass die einen CO ₂ -reichen Gasstrom erzeugende Einrichtung als CO ₂ mittels eines Absorptionsmittels aus dem CO ₂ -haltigen Abgasstrom des Kraftwerks und/oder der einen oder mehreren Feuerungseinrichtung(en) waschende Post Combustion Capture (PCC)-Anlage ausgebildet ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei einer Vielzahl von industriellen Produktionsanlagen vorteilhaft angewendet werden. Insbesondere solche industriellen Produktionsanlagen sind vorteilhaft, bei welchen die aus einem kohlenstoffhaltigen Einsatzstoff ein CO2-armes und H ₂ -reiches Produktgas oder Abgas erzeugende erste Produktionsanlage ein Kokereigas erzeugender Koksofen oder eine kohlenstoffhaltiges Ausgangsmaterial vergasende oder pyrolysierende oder torrefizierende Anlage ist, was die Erfindung ebenfalls vorsieht.

Bei der industriellen Produktionsanlage kann es sich um eine Vielzahl an Produktionsanlagen handeln. In Ausgestaltung der Erfindung ist insbesondere vorgesehen, dass die industrielle Produktionsanlage ein Hüttenwerk und/oder ein Stahlwerk oder ein Zementwerk, insbesondere einen Drehrohrofen, oder eine oder mehrere Anlagen zur Herstellung von schmelzflüssigem Glas oder ein Chemiewerk oder eine oder mehrere Papierherstellungsanlagen umfasst oder mit diesen/diesem/dieser in einer einen CO2-haltigen Gasstrom führenden Leitungsverbindung steht.

In zweckmäßiger Ausgestaltung des Verfahrens sieht die Erfindung vor, dass die Gasaufbereitungsanlage und die Wasserelektrolyseanlage in elektrischer Leitungsverbindung sowohl zu dem mindestens einen Generator des Kraftwerks als auch zum öffentlichen Stromnetz stehen und sie wahlweise mit im öffentlichen Stromnetz vorhandenem Strom, insbesondere Überschussstrom, und/oder mit von dem mindestens einen Generator erzeugtem elektrischem Strom betrieben werden. Hierdurch wird derselbe Vorteil, wie vorstehend zur industriellen Produktionsanlage ausgeführt, erzielt, nämlich die flexible Nutzung von erzeugtem oder aus dem öffentlichen Netz zur Verfügung stehendem elektrischem Strom und eine damit verbundene Flexibilisierung des Kraftwerkbetriebes.

Von Vorteil ist es auch bei dem Verfahren, wenn die ein CO2-armes und H ₂ - reiches Produktgas oder Abgas erzeugende erste Produktionsanlage eine oder mehrere Feuerungseinrichtungen aufweist, der/denen einlassseitig von der Gasaufbereitungsanlage und/oder der zweiten Leitungsverbindung zumindest ein

Teil des in der Gasaufbereitungsanlage erzeugten kohlenstoffhaltigen, zumindest im Wesentlichen H ₂ -freien Teilgasstroms als Brennstoff zugeführt wird. Auch hier ergeben sich die vorstehend zur industriellen Produktionsanlage aufgeführten Vorteile in gleicher Weise.

Dies gilt schließlich auch für die weitere Ausgestaltung der Erfindung, wonach die ein CO2-armes und H ₂ -reiches Produktgas oder Abgas erzeugende erste Produktionsanlage eine oder mehrere Feuerungseinrichtungen aufweist, die abgasseitig über eine vierte Leitungsverbindung mit der zweiten Abgasreinigungsvorrichtung und/oder mit einer den CO2-haltigen Abgasstrom des Kraftwerks führenden Leitungsverbindung in medienführender Leitungsverbindung steht/stehen, über welche der zweiten Abgasreinigungsvorrichtung zumindest ein Teil der in der oder den Feuerungseinrichtung(en) und/oder dem Kraftwerk entstehenden CO2-haltigen Abgasströme, vorzugsweise die CO2-haltigen Abgasströme insgesamt, zugeführt wird. Die Erfindung ist nachstehend anhand einer Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Diese zeigt in der einzigen Figur in schematischer Zusammenstellung eine erfindungsgemäße industrielle Produktionsanlage, mit welcher das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar ist. Die in der einzigen Figur insgesamt mit 1 bezeichnete industrielle Produktionsanlage umfasst eine aus einem kohlenstoffhaltigen Einsatzstoff ein CO2-armes und H ₂ -reiches Produktgas oder Abgas erzeugende erste Produktionsanlage 2. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der ersten Produktionsanlage 2 um einen Koksofen, so dass das hier erzeugte CO2-arme und H ₂ -reiche Produktgas oder Abgas ein Kokereigas ist. Ein solches Kokereigas weist zudem Methan als Bestandteil auf. Der ersten Produktionsanlage 2 ist eine erste Abgasreinigungsvorrichtung 3 zugeordnet, welcher das in der ersten Produktionsanlage 2 erzeugte Produktgas oder Abgas zugeführt wird. In dieser ersten Abgasreinigungsvorrichtung 3 wird das Produktgas oder Abgas, hier Kokereigas, insoweit gereinigt, als es in einer nachfolgenden

Gasaufbereitungsanlage 4 weiterverarbeitet werden kann. Hierzu wird das Produktgas oder Abgas in der ersten Abgasreinigungsvorrichtung 3 in der Regel entstaubt und ggf. von sauren Bestandteilen befreit. Der Gasaufbereitungsanlage 4 wird das Produktgas oder Abgas über eine erste Leitungsverbindung 5 zugeführt, die einerseits mit der ersten Abgasreinigung 3 und andererseits mit der Gasaufbereitungsanlage 4 in medienführender Weise verbunden ist. In der Gasaufbereitungsanlage 4 wird der zugeführte CO2-arme und H ₂ -reiche Produktgas- oder Abgasstrom bzw. das Produkt oder Abgas in einen kohlenstoffhaltigen, zumindest im Wesentlichen H ₂ -freien Teilgasstrom 6 und einen zumindest im Wesentlichen kohlenstofffreien, H ₂ -reichen Teilgasstrom 7 aufgeteilt. Bei der Gasaufbereitungsanlage 4 handelt es sich im Ausführungsbeispiel um eine Druckwechseladsorptionsanlage, wie sie hinlänglich aus dem Stand der Technik bekannt ist. Über eine dritte Leitungsverbindung 8 steht die Gasaufbereitungsanlage 4 in medienführender Leitungsverbindung mit einem Kraftwerk 9, so dass diesem der in der Gasaufbereitungsanlage 4 erzeugte, zumindest im Wesentlichen H ₂ -freie und üblicherweise kohlenstoffhaltige Teilgasstrom 6 zumindest teilweise zugeführt und dort insbesondere den Brennern zur Unterstützung der Verbrennung von Brennstoff als Brennstoffzusatz oder Brennstoffersatz zugeführt wird oder zumindest zugeführt werden kann.

Bei dem Kraftwerk 9 handelt es sich um ein mit kohlenstoffhaltigem Brennstoff, insbesondere Gas oder Kohle, befeuertes Kraftwerk, das in üblicher Weise einen nicht dargestellten Wasser/Dampfkreislauf aufweist, der mindestens einen dampfbeaufschlagten Turbosatz und mindestens einen Generator 10 umfasst. Als kohlenstoffhaltiger Brennstoff kann aber auch Biomasse Verwendung finden.

Die erste Produktionsanlage 2 weist eine Feuerungseinheit oder Feuerungseinrichtung 1 1 auf, in welcher zumindest ein Teil des in der Gasaufbereitungsanlage 4 erzeugten kohlenstoffhaltigen, zumindest im

Wesentlichen H ₂ -freien Teilgasstromes 6 verbrannt wird oder zur Unterstützung der Verbrennung Verwendung findet. Hierzu steht die Feuerungseinheit oder Feuerungseinrichtung 1 1 einlassseitig über eine zweite Leitungsverbindung 12 mit der Gasaufbereitungsanlage 4 und/oder der dritten Leitungsverbindung 8 in medienführender Leitungsverbindung. Vorteilhafterweise wird von dem in der

Gasaufbereitungsanlage 4 erzeugten kohlenstoffhaltigen, zumindest im Wesentlichen H ₂ -freien Teilgasstrom 6 eine solche Menge der Feuerungseinrichtung 1 1 zugeführt, wie dort zur Erzeugung der benötigten Wärme und Feuerungsleistung benötigt wird. Lediglich der verbleibende Restanteil an in der Gasaufbereitungsanlage 4 erzeugtem kohlenstoffhaltigem, zumindest im Wesentlichen H ₂ -freiem Teilgasstrom 6 wird dann via dritter Leitungsverbindung 8 dem Kraftwerk 9 zugeführt. Abgasseitig steht die Feuerungseinrichtung 1 1 der ersten Produktionsanlage 2 über eine den CO2-haltigen Abgasstrom 17 Feuerungseinrichtung 1 1 führende vierte Leitungsverbindung 13 in medienführender Leitungsverbindung mit einer zweiten Abgasreinigungsvorrichtung 14, welcher das in der Feuerungseinrichtung 1 1 entstehende Abgas zugeführt wird. Ebenso steht die zweite Abgasreinigungsvorrichtung 14 über eine den CO2-haltigen Abgasstrom 15 des Kraftwerks 9 führende Leitungsverbindung 16 in medienführender Leitungsverbindung mit dem Kraftwerk 9. In der zweiten Abgasreinigungsvorrichtung 14 werden die CO2-haltigen Abgasströme 15 und 17 von Staubpartikeln und weitestgehend von sauren Bestandteilen wie SO _x und NO _x befreit.

Über eine fünfte Leitungsverbindung 18 wird der derart gereinigte CO2-haltige Abgasstrom einer Einrichtung 19 zur Erzeugung eines CO2-reichen Gasstroms zugeführt. Bei dieser Einrichtung 19 handelt es sich um eine so genannte Post Combustion Capture (PCC) Anlage, in welcher das im Abgasstrom enthaltene CO2 mittels eines Absorptionsmittels aus dem CO2-haltigen Abgasstrom 15 des Kraftwerks 9 und dem CO2-haltigen Abgasstrom 17 der Feuerungseinrichtung 1 1 ausgewaschen wird, wenn diese die zweite Abgasreinigungsvorrichtung 14 durchströmen.

Die industrielle Produktionsanlage 1 umfasst ferner eine Methanol- und/oder Methanolfolgeprodukte erzeugende zweite Produktionsanlage 20, welcher über eine CO2-Leitungsverbindung 21 der in der den CO2-reichen Gasstrom erzeugenden Einrichtung 19 erzeugte CO2-reiche Gasstrom zugeführt wird. Der weitere, von dem CO2-befreite Gasstrom verlässt die Einrichtung 19 als Abgas 22.

Die Methanol- und/oder Methanolfolgeprodukte erzeugende zweite Produktionsanlage 20 steht weiterhin über eine H ₂ -Leitungsverbindung 23 einerseits mit der Wasserstoff abgebenden Seite einer Wasserstoff und Sauerstoff produzierenden Wasserelektrolyseanlage 24 und andererseits mit der den H ₂ - reichen Teilgasstrom 7 abgebenden Seite der Gasaufbereitungsanlage 4 in medienführender Leitungsverbindung, so dass dieser zweiten Produktionsanlage 20 der in der Wasserelektrolyseanlage 24 erzeugte Wasserstoff (H ₂ ) und/oder der in der Gasaufbereitungsanlage 4 erzeugte H ₂ -reiche Teilgasstrom 7 zumindest teilweise zuführbar ist. Aus den der Methanol und/oder Methanolfolgeprodukte erzeugenden zweiten Produktionsanlage 20 als Edukte zugeführten Kohlendioxid (CO ₂ ) und Wasserstoff (H ₂ ) wird als Produkt Methanol oder mindestens ein Methanolfolgeprodukt in der zweiten Produktionsanlage 20 hergestellt. Über eine elektrische Leitungsverbindung 25, 26, 27, 28, 29 sind der Generator 10 des Kraftwerks 9, die Gasaufbereitungsanlage 4, die Wasserelektrolyseanlage 24 und das öffentliche Stromnetz 30 elektrisch schalt- und steuerbar miteinander verbunden. Dies ermöglicht es, die jeweils zur Verfügung stehende Strommenge, beispielsweise im öffentlichen Netz vorhandenen Überschussstrom, flexibel für das Hoch- oder Herunterfahren der Gasaufbereitungsanlage 4 und/oder insbesondere der Wasserelektrolyseanlage 24 zu nutzen. Ebenso kann das Kraftwerk 9 auf einer solch hohen Leistungsstufe gehalten werden, dass ein wirtschaftlicher Betrieb möglich ist, da eben immer als Begleitprodukt Methanol oder ein Methanolfolgeprodukt hergestellt wird und die eingesetzte Kraftwerksleistung nicht allein genutzt wird, um elektrischen Strom für das öffentliche Netz oder die sonst bisher im Rahmen einer jeweiligen industriellen Produktionsanlage vorhandenen Vorrichtungen, Einrichtungen oder Anlagen zu produzieren. In der Einrichtung 19 zur Erzeugung eines CO2-reichen Gasstroms kann bis zu 90

% des über die fünfte Leitungsverbindung 18 zugeführten Kohlendioxids aus dem zugeführten Gasstrom abgetrennt und der CO2-Leitungsverbindung 21 zugeführt werden.

Neben dem in der Wasserelektrolyseanlage 24 produzierten Wasserstoff (H ₂ ) kann auch der dort produzierte Sauerstoff (O2) einer weiteren Verwendung zugeführt werden. Er kann als Oxidationsmittel bei der Verbrennung von Brennstoff im Kraftwerk 9 oder in anderen Anlagen der industriellen Produktionsanlage 1 Verwendung finden. Der in der als Druckwechseladsorptionsanlage ausgebildeten Gasaufbereitungsanlage 4 als im Wesentlichen kohlenstofffreier, H ₂ -reicher Teilgasstrom 7 gebildete Wasserstoff (H ₂ ) und ebenso der in der Wasserelektrolyseanlage 24 gebildete Wasserstoff (H ₂ ) werden in üblicher Art und Weise konditioniert und mit dem aus der Einrichtung 19 zur Erzeugung eines CO2-reichen Gasstroms stammenden druckbeaufschlagten Kohlendioxid (CO2) gemischt und in der zweiten Produktionsanlage 20 stöchiometrisch mit dem zugeführten Kohlendioxid (CO2) zu Methanol und/oder Methanolfolgeprodukten umgesetzt.

Bei der Ausbildung der Einrichtung 19 als CO2 mittels eines Absorptionsmittels aus dem CO2-haltigen Abgasstrom 15 des Kraftwerks 9 und/oder des CO2-haltigen Abgasstroms 17 der einen oder mehreren Feuerungseinrichtung(en) 1 1 waschenden PCC-Anlage wird vorteilhafter Weise ein Amin oder eine Aminlösung als Waschmittel oder Absorptionsmittel verwendet.

Um eine gute Ausnutzung entstehender Produktions- oder Abwärmen zu ermöglichen und Wärmeverschiebungen und/oder Wärmerückintegrationen in verschiedene Stellen der industriellen Produktionsanlage 1 realisieren zu können, sind in der industriellen Produktionsanlage 1 den verschiedenen Leitungen oder Einrichtungen jeweils zugeordnete Wärmetauscher oder Wärmeverschubsysteme ausgebildet, die einheitlich mit dem Bezugszeichen 31 versehen sind.

Bei einem Ausführungsbeispiel eines Koksofens für eine aus einem kohlenstoffhaltigen Einsatzstoff ein CO2-armes und H ₂ -reiches Produktgas oder

Abgas erzeugende erste Produktionsanlage 2 mit einer Kapazität von ca. 1 .630.000 t Koks/Jahr wird ein Teil des erzeugten Koksofengases oder Kokereigases für die zur Befeuerung des Koksofens notwendigen Feuerungseinrichtungen 1 1 verwendet. Die bei der vorstehenden Gesamtproduktion an Koks entstehende Kokereigasmenge beträgt 394 MW _t h oder

9,87 kg/s, wovon 175,62 MWth oder 4,4 kg/s für die Feuerungseinrichtung(en) 1 1 verwendet werden und der Rest dem Kraftwerk 9 zugeführt wird. Die CO2 Emission der Feuereinrichtung(en) 1 1 beträgt dann 6,75 kg/s und die des Kraftwerks 8,14 kg/s. Nach dem Durchlaufen der ersten Abgasreinigungsvorrichtung 3 weist das Produktgas oder Abgas 23,04 Vol.-% CH ₄ , 2,69 Vol.-% an anderen Kohlenwasserstoffen, 59,53 Vol.-% H ₂ , 0,96 Vol.-% CO ₂ , 3,84 Vol.-% CO, 0,19 Vol.-% O ₂ , 5,76 Vol.-% N ₂ und 3,98 Vol.-% H ₂ O auf.

In der Gasaufbereitungsanlage 4 werden aus diesem zugeführten CO ₂ -armen und H ₂ -reichen Produktgas oder Abgas ca. 94 % des Wasserstoffs (H ₂ ) als H ₂ - reicher Teilgasstrom 7 abgetrennt. Der verbleibende im Wesentlichen H ₂ - freie Teilgasstrom 6 weist eine Zusammensetzung von 52,33 Vol.-% CH , 6,1 1 Vol.-% an anderen Kohlenwasserstoffen, 8,1 1 Vol.-% H ₂ , 2,18 Vol.-% CO ₂ , 8,72 Vol.-% CO, 0,43 Vol.-% O ₂ , 13,08 Vol.-% N ₂ und 9,04 Vol.-% H ₂ O auf. Er strömt mit einem Massenfluss von 8,74 kg/s und besitzt einen Heizwert von 29,58 kJ/kg. Dieser im Wesentlichen H ₂ - freie Teilgasstrom 6 wird teilweise der Feuerungseinrichtung 1 1 zugeführt, die einen Massenfluss von 5,94 kg/s oder 175,62 MWth benötigt und einen Abgas-Massenfluss an CO ₂ -haltigem Abgasstrom 17 von 10,12 kg/s CO ₂ erzeugt, der zusammen mit dem CO ₂ -haltigen Abgasstrom 15 des Kraftwerks 9 der zweiten Abgasreinigungsvorrichtung 14 zugeführt wird. Dem Kraftwerk 9 werden 82,8 MW _t h als verbleibender im Wesentlicher H ₂ - freier Teilgasstrom 6 zugeführt, wobei das Kraftwerk 9 einen Massenfluss von 4,77 kg/s CO ₂ erzeugt. In der PCC-Anlage 19 werden 90 % des zugeführten und damit 90 % des in der industriellen Produktionsanlage 1 insgesamt produzierten CO ₂ mittels einer Aminlösung aus dem Gasstrom ausgewaschen und in einen CO ₂ - reichen Gasstrom überführt. Dieser gewonnene CO ₂ - reiche Gasstrom wird druckbeaufschlagt und ebenso wie der aus der Gasaufbereitungsanlage 4 als H ₂ - reicher Teilgasstrom 7 gewonnene Wasserstoff (H ₂ ) und der in der Wasserelektrolyseanlage 24 gewonnene Wasserstoff (H ₂ ) der Methanol und/oder

Methanolfolgeprodukte erzeugenden zweiten Produktionsanlage 20 zugeführt. Aus der Gasaufbereitungsanlage 4 stammt ein H ₂ - reicher Teilgasstrom 7 mit einem Massenfluss an 1 ,13 kg/s oder 135,45 MWt _h Wasserstoff (H ₂ ) und aus der Wasserelektrolyseanlage 24 stammt bei einem Einsatz von 62 MW _e ein Massenfluss an 1 ,526 kg/s, so dass unter stöchiometrischen Bedingungen in der zweiten Produktionsanlage 20 eine Produktion von 29,15 1 Methanol/Std. erfolgt. Bei einer 14 MW _e - Druckwechseladsorptionsanlage 4 und ohne Abgaswärmenutzung weist dieser erfindungsgemäße Prozess oder dieses Beispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens einen Wirkungsgrad von 69 % auf, wohingegen konventionelle Anlagen, die lediglich eine Verbrennung des Kokereigases in dem Kraftwerk 9 vorsehen und keine Methanolproduktion und keine Wasserelektrolyse umfassen, auf einen Wirkungsgrad von lediglich 42 % kommen.