WO2018095559A1 - Carbonfasern, die regenerativ oder teil-regenerativ mit hilfe von kombinierten herstellungsverfahren aus co2 hergestellt werden - Google Patents

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Kolja Kuse
Uwe Arnold
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Definitions

  • This material consists essentially of two categories of materials that drive the world economy.
  • One category includes materials such as fuels, lubricating oils and other liquid or gaseous fuels for the operation of gas turbines, diesel power plants, the propulsion of aircraft, vehicles and ships, as well as the heating of buildings or the operation of cookers.
  • the second category involves the production of building and construction materials that can be made from C0 2 .
  • C0 2 Another goal-oriented way of limiting global warming is the conversion of C0 2 , which originates from fossil or natural sources, into materials and building materials, as described in PCT / EP2009 / 008497.
  • C0 2 sequestration measures are necessary at the beginning of such a new material generation process chain because the required CO 2 from these sources is much cheaper to obtain or sequester than directly from the air, which has only a comparatively low CO 2 concentration .
  • An energy- and mass-efficient method for adsorption and binding of C0 2 from atmospheric or sequestered sources is the production of algal biomass, which is about 20 times better than the equivalent C0 2 binding with terrestrial plants due to the high growth rate of the organisms.
  • carbon fiber base material so-called precursors, generated from which then with the help of charring (pyrolysis) tensile strength and above all with this method in a cost effective manner with reasonable space requirement from the C0 2 carbon fiber over several different alternative ways or process chains very stiff carbon fibers are produced, which have a solid state of aggregation over millions of years.
  • C0 2 sequestered from coal power plants is introduced into algae tanks in addition to the C0 2 taken up from the air to prevent this C0 2 from entering the atmosphere.
  • glycerol (glycerol) is obtained from the fats and oils of the algal biomass, with initially also a relatively large amount of biodiesel being produced as the basis for fuel such as kerosene or truck and ship fuel.
  • This fuel can be burned at a later stage of the installation of plants in biodiesel power plants either for power generation, the thereby sequestered C0 2 is passed back into the algae tanks and is thus circulated, or for example by gasification of the precursor Manufacture be supplied in whole or in part.
  • the aim is to control the ratio of the production of valuable building materials for the industry as well as valuable fuel for the industry as needed. For example, this need can be very different today than in the future.
  • the algae cultivation basins preferably installed in sunny areas take up free C0 2 from the ambient air when the air is preferably pumped directly to the algae tank water with appropriate high pressure and fine nozzle technology.
  • the real novelty is based on the finding that in addition to fuel that can already be obtained from C0 2 today, from the methods described above also basic chemicals such as polyacrylonitrile or other useful starting materials can be obtained, which are the starting materials for carbon fiber production.
  • carbon fibers are already being traded as the material of the future, they have so far been little discussed in the light of the climate problem, because they are too energy-intensive in material production and therefore too low in mass to be climate-relevant. That will change with this invention.
  • the production of carbon fibers from oil-containing algae biomass and their fats and oils has already been described to some extent, it has hitherto been unclear whether the necessary amounts of algal biomass on acceptable areas are even possible.
  • Triglycerides, triglycerides, also glycerol triesters, more rarely obsolete referred to as neutral fats are triple esters of the trivalent alcohol glycerol with three acid molecules and should according to the IUPAC recommendation exclusively as triacylglycerols, short TAGs, (or exact tri-O-acylglycerole) referred become.
  • the prefix Tri refers to three acyl acid residues esterified with glycerol.
  • Triacylglycerols with three fatty acids are the compounds in fats and fatty oils. Natural fats consist for the most part of triglycerols with three long-chain fatty acids, which usually consist of unbranched chains with 4 to 26, typically 12 to 22 carbon atoms. These are liquid at room temperature, and are also referred to as oils or, to distinguish them from mineral oils or essential oils, fatty oils. Pure triacylglycerols of fatty acids are also referred to as neutral fats. Suitable algae strains, including saltwater algae, are capable of producing large quantities of these fatty oils.
  • the Fischer-Tropsch synthesis as the basis for the production of Acrylnitrü from propene via the intermediate step methanol has not been described in the prior art and has in comparison to the production of algal biomass the advantage of a comparatively small area consumption, but also has the disadvantage of in comparison higher costs, which can, however, be compensated by a first correspondingly high C0 2 emissions trading price. In the end, however, one would like to get along without emission rights in the long term and therefore reduce the production price.
  • Process chain 6 like 1 but with upstream MeOH production via FTS / MeOH synthesis
  • Process chain 8 like 7a but with upstream BtL / MeOH synth.
  • B seaweed process 1 separating into nutrients and triglycerides
  • C algae Process 2 Splitting the triglycerides into glycerol and light algae oils and lipids

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Abstract

Die Erfindung beschreibt Carbonfasern, die auf Basis verschiedener Prozessketten aus CO2 hergestellt werden. Darunter befinden sich Wege über natürliche Grundstoffe wie Algenbiomasse um Carbonfasergrundstoffe wie PAN aus CO2 herzustellen, sowie aber auch der rein synthetische Weg über die Fischer-Tropsch-Synthese, über die auch aus CO2 Carbonfaser-Precursoren hergestellt werden. Bei diesen Verfahren entstehen Nebenprodukte wie Biodiesel und Nährstoffe, die einen zusätzlichen Nutzen generieren.

Description

CARBONFASERN, DIE REGENERATIV ODER TEIL-REGENERATIV MIT HILFE VON KOMBINIERTEN HERSTELLUNGSVERFAHREN AUS C02 HERGESTELLT WERDEN
Das Paris- Agreement vom Dezember 2015 stellt die Staatengemeinschaft vor die Herausforderung die Erhöhung der mittleren Erdtemperatur bis 2100 und darüber hinaus unter einem Wert von 2°C zu halten. Zu diesem Zweck sind Maßnahmen erforderlich, die durch einen erhöhten Aufwand der Prozesstechnik bewirken, dass die Effizienz der Umwandlung von C02 in brauchbares regenerativ erzeugtes Material deutlich gesteigert wird. Dieses Material setzt sich im Wesentlichen aus zwei Kategorien von Materialien zusammen, welche die Weltwirtschaft treiben. Die eine Kategorie umfasst Materialien wie Treibstoffe, Schmieröle und andere flüssige oder gasförmige Brennstoffe für den Betrieb von Gasturbinen, Dieselkraftwerken, den Antrieb von Flugzeugen, Fahrzeugen und Schiffen, sowie die Heizung von Gebäuden oder auch den Betrieb von Kochherden.
Die zweite Kategorie umfasst die Erzeugung von Bau- und Konstruktionsmaterialien, die aus C02 hergestellt werden können.
Aus den Berechnungen der Klimaforschung geht hervor, dass ein quasi-linearer Zusammenhang zwischen C02-Konzentration in der Atmosphäre und der ' Erderwärmung in Form der Erhöhung der mittleren Erdatmosphärentemperatur besteht. Diese wissenschaftliche Erkenntnis legt nahe, dass eine weitere Konzentration von C02 in der Atmosphäre verhindert werden muss und idealerweise auch wieder auf vorindustriellen Level zu senken ist.
Um dies zu erreichen werden verschiedene Maßnahmen diskutiert. Einerseits sollen durch die Einführung von regenerativen Energiequellen wie Wind-, Wasser- und Sonnenkraft fossile Brennstoffe für die Energieerzeugung ersetzt werden. Die Erfahrung mit der Einführung der Windkraft- und Photo voltaikanlagen zum Beispiel in Deutschland hat zu der Erkenntnis geführt, dass diese Maßnahmen zwar zielführend sind, jedoch nicht ausreichen, um die globale Erd-Temperatur unter Kontrolle zu halten. Der Stand der Technik beschreibt Verfahren, mit denen entweder über die Erzeugung von Biomasse wie zum Beispiel durch Algenwachstum mit sequestriertem oder natürlichem C02 Treibstoffe wie Biodiesel oder Kerosin gewonnen werden, oder auch mit Hilfe der Fischer-Tropsch- Synthese diese industrie-relevanten Stoffe aus sequestriertem C02 und Wasserstoff gewonnen werden. Beide Verfahren sind technisch möglich, haben jedoch unterschiedliche Wirkungsgrade und damit verbunden unterschiedliche Kosten. Beide Verfahren haben jedoch auch unterschiedliche Ausgangsstoffe und unterschiedliche wertvolle Nebenprodukte, insbesondere zum Beispiel auch dann, wenn der durch Elektrolyse gewonnene Wasserstoff als Nebenprodukt Sauerstoff abwirft.
Eine weitere zielführende Möglichkeit der Begrenzung der Erderwärmung ist die Wandlung von C02, welches aus fossilen oder natürlichen Quellen stammt, in Werkstoffe und Baumaterialien, so wie in der PCT/EP2009/008497 beschrieben. C02-Sequestrierungsmaßnahmen sind zu Beginn einer solchen neuen Materialerzeugungs-Prozesskette deshalb notwendig, da das benötigte C02 aus diesen Quellen wesentlich kostengünstiger zu gewinnen bzw. zu sequestrieren ist, als direkt aus der Luft, die nur eine vergleichsweise niedrige C02-Konzentration hat. Eine energie- und masseneffiziente Methode zur Adsorption und Bindung von C02 aus atmosphärischen oder sequestrierten Quellen ist die Produktion von Algenbiomasse, die bedingt durch die hohe Wachstumsrate der Organismen etwa 20 fach besser als die gleichwertige C02 Bindung mit terrestrischen Pflanzen ist. Die großtechnische Produktion von Algenbiomasse empfiehlt sich aus ökonomischen Gründen hierbei in technisch einfachen offenen Kultivierungsbecken, die kostengünstig in industriellen Maßstaben skalierbar sind. Eine Alternative zur Gewinnung natürlichen C02 ist die Verstromung, Vergasung oder sonstige energetische Verwertung von natürlicher Algenmasse und insbesondere die Sequestrierung des C02 aus deren Rauchgasen. Um die Energie- Erzeugungsprozesse so schnell wie möglich in einen regenerativen Status zu fahren und dem Umstand Rechenschaft zu tragen, dass derzeit ein Abschalten von fossilen Stromerzeugungssystemen nicht möglich ist, ohne die Weltwirtschaft zu gefährden, andererseits die Emission von C02 so schnell wie möglich zu stoppen ist, müssen völlig neue Prozesse eingeführt werden, welche C02 so schnell es geht in einen festen stabilen Aggregatzustand von Kohlenstoff-Verbindungen versetzen. Idealerweise sollte ein solcher Stoff als Baustoff und Konstruktionsmaterial nutzbar sein. Zu diesem Zweck werden mit diesem Verfahren auf kostengünstige Weise mit vertretbarem Flächenbedarf aus dem C02 Carbonfaser über mehrere verschiedene alternative Wege bzw. Prozessketten Carbonfaser-Basismaterial, so genannte Precursoren, erzeugt, aus denen dann mit Hilfe von Verkohlung (Pyrolyse) zugfeste und vor allem sehr steife Carbonfasern produziert werden, die einen über Millionen Jahre stabilen festen Aggregatzustand haben. Zunächst wird zum Beispiel aus Kohlekraftwerken sequestriertes C02 zusätzlich zu dem aus der Luft aufgenommenem C02 in Algentanks eingeleitet, um zu verhindern, dass dieses C02 in die Atmosphäre gelangt. Bei den hier beschriebenen Prozessen wird aus den Fetten und Ölen der Algenbiomasse zum Beispiel Glycerin (Glycerol) gewonnen, wobei zunächst auch eine verhältnismäßig große Menge an Biodiesel als Basis für Treibstoff wie Kerosin oder LKW- und Schiffs-Treibstoff entsteht. Dieser Treibstoff kann in einer späteren Phase der Installation von Anlagen in Biodiesel- Kraftwerken entweder auch zur Stromerzeugung verbrannt werden, wobei das dabei sequestrierte C02 wieder in die Algentanks geleitet wird und auf diese Weise im Kreis geführt ist, oder zum Beispiel durch Vergasung der Precursor-Herstellung ganz oder teilweise zugeführt werden. Ziel ist es, auf diese Weise das Verhältnis der Produktion von für die Industrie wertvollen Baustoff und für die Industrie ebenso wertvollen Treibstoff nach Bedarf zu steuern. Dieser Bedarf kann heute zum Beispiel ganz anders aussehen, als in Zukunft. Zusätzlich zu dem sequestrierten C02 nehmen die vorzugsweise in sonnenreichen Gegenden installierten Algenkultivierungsbecken freies C02 aus der Umgebungsluft auf, wenn die Luft vorzugsweise mit entsprechender Technik unter hohem Druck und mit feinsten Düsen direkt an das Algentank- Wasser gepumpt wird. Die eigentliche Neuheit jedoch basiert auf der Erkenntnis, dass neben Treibstoff, der bereits heute aus C02 gewonnen werden kann, aus den oben beschriebenen Verfahren auch Grundchemikalien wie Polyacrylnitril oder andere brauchbare Ausgangsstoffe gewonnen werden können, welche die Ausgangsmaterialien für die Carbonfaserherstellung darstellen. Carbonfasern werden zwar schon heute als das Material der Zukunft gehandelt, sind jedoch vor dem Hintergrund der Klimaproblematik bisher wenig diskutiert worden, weil zu energieaufwändig in der Materialherstellung und deshalb zu gering in der Masse, um klimarelevant zu sein. Das wird sich mit dieser Erfindung ändern. Die Herstellung von Carbonfasern aus ölhaltiger Algenbiomasse und deren Fetten und Ölen ist zwar bereits ansatzweise beschrieben, unklar ist bisher gewesen, ob die notwendigen Mengen aus Algenbiomasse auf vertretbaren Flächen überhaupt möglich sind.
Eine der Möglichkeiten ist die Herstellung von Acrylnitril aus den Fetten, fetten Ölen oder Ölen der Algenbiomasse. Triglyceride, Triglyzeride, auch Glycerol- Triester, seltener veraltet bezeichnet als Neutralfette, sind dreifache Ester des dreiwertigen Alkohols Glycerin mit drei Säuremolekülen und sollten nach der IUPAC-Empfehlung ausschließlich als Triacylglycerole, kurz TAGs, (bzw. exakter Tri-O-acylglycerole) bezeichnet werden. Die Vorsilbe Tri verweist auf drei Acyl- Säurereste, die mit Glycerin verestert sind.
Triacylglycerole mit drei Fettsäuren sind die Verbindungen in Fetten und fetten Ölen. Natürliche Fette bestehen zum überwiegenden Teil aus Triglycerolen mit drei langkettigen Fettsäuren, die meist aus unverzweigten Ketten mit 4 bis 26, typischerweise 12 bis 22 Kohlenstoff- Atomen bestehen. Diese sind bei Raumtemperatur flüssig, und werden auch als Öle oder, um sie von Mineralölen oder ätherischen Ölen zu unterscheiden, fette Öle bezeichnet. Reine Triacylglycerole von Fettsäuren werden auch als Neutralfette bezeichnet. Geeignete Algenstämme, unter anderem auch Salzwasseralgen, sind in der Lage große Mengen dieser fetten Öle zu produzieren.
Zudem stellt sich die Frage, ob diese Prozesse in sonnenreichen Regionen allein darstellbar sind, in denen wenige bis gar keine C02-Emissionen anfallen, so wie in den klimatisch eher kalten Industrieregionen. Bei entsprechenden Berechnungen ist die Erkenntnis entstanden, dass sowohl die Algenbiomasse-Produktion und deren Umwandlung in erneuerbare chemische Grundstoffe (wie z.B. Biodiesel oder Biokerosin) mit dem Nebenprodukt Glycerin, wie auch das Fischer-Tropsch- Verfahren über den Umweg der Methanol-Produktion in der Lage sind, Acrylnitril als Basisstoff für die Produktion von Carbonfasern zu erzeugen. Das Methanol wird zu diesem Zweck zunächst in Propen gewandelt, welches dann im nächsten Schritt Acrylnitril und anschließend Polyacrylnitril produzierbar macht. Die Kombination dieser Prozesse wird in dieser Patentanmeldung als ein Mittel beschrieben, um die Produktion von Carbonfasern aus C02 sowohl in sonnenreichen Ländern mit derzeit wenig Industrie und in Ländern mit wenig Sonne und viel Industrie und den damit verbundenen C02-Emissionen zu propagieren. Nicht all diese Prozesse werden die gleiche Effizienz haben, jedoch spielen die Transportwege und Kosten von Material, also von sequestriertem C02 und von produziertem Baumaterial, bei der Betrachtung von Gesamtbilanzen auch eine nicht zu vernachlässigende Rolle. Deshalb wird den synthetischen Prozessen in dieser Patentschrift der gleiche Stellenwert eingeräumt, wie der wesentlich energie-effizientere Weg über die Algenbiomasse. Beide Prozesse haben bezogen auf die jeweilige Region den gleichen gesellschaftspolitischen Stellenwert beim Kampf gegen den Klimawandel, jede Region kann mit dieser Erfindung das Best-Mögliche aus der jeweiligen Situation heraus tun.
Beide Verfahren haben Vorteile und Nachteile. Der Vorteil der Algensynthese sind die Kosten. Da bei der Produktion von Glycerin jede Menge Biodiesel anfällt, der für die Energieversorgung in Form von Treibstoff, Stromerzeugung und Heizung genutzt werden kann und aufgrund seines hohen Wertes als regenerativer Energieträger die Kosten der Glycerin-Produktion klein hält und damit die Kosten des Acrylnitrü, hat das Verfahren den Nachteil, dass ein relativ großer Flächenverbrauch mit diesem Verfahren verbunden ist. Die Fischer-Tropsch-Synthese als Basis für die Erzeugung von Acrylnitrü aus Propen über den Zwischenschritt Methanol ist bisher im Stand der Technik nicht beschrieben und hat im Vergleich zur Herstellung aus Algenbiomasse den Vorteil eines vergleichsweise geringen Flächenverbrauchs, hat aber auch den Nachteil der im Vergleich höheren Kosten, die jedoch über einen zunächst entsprechend hohen C02-Emissionshandelspreis ausgeglichen werden können. Am Ende jedoch möchte man langfristig ohne Emissionsrechte auskommen und deshalb den Herstellungspreis senken.
Dies kann erreicht werden durch eine Kombination der Verfahren, und zwar durch ein Mischungsverhältnis, welches der nötigen industriellen Transformation zufolge an diese neuen Verfahren angepasst werden kann. Ein Mischungsverhältnis von je 50 Prozent erscheint nach den Berechnungen derzeit langfristig als ein optimales Maß für dieses Verhältnis, welches sich aber durchaus durch Optimierung von Technologie auf der einen und auch der anderen Seite verändern kann und somit auch eine Funktion der Zeit ist. Am Anfang macht es sicher Sinn C02 in industriellen Ballungsräumen mit Hilfe von billigem Windstrom mit Fischer- Tropsch sofort zu verarbeiten, statt es auf eine lange Reise nach Nordafrika zu schicken. Sollte sich die Algeneffizienz über die Zeit in Nordafrika jedoch erhöhen, dann kann sich diese Sinnhaftigkeit in Zukunft auch ändern, der Algenanteil kann heraufgefahren werden, um den Preis für die Polyacrylnitrilfaser immer weiter abzusenken, bei gleichbleibendem Flächenverbrauch.
Bei der Elektrolyse zur Erzeugung der für das Fischer-Tropsch- Verfahren benötigten Mengen an Wasserstoff werden Sauerstoffrnengen frei, die für den Prozess der Produktion von Acrylnitril aus der Algenmasse benötigt werden. Dies führt zu einer Erhöhung der Gesamteffizienz und somit zu einer Senkung des Preises der Polyacrylnitrilfasern. Aus der Kombination der Verfahren ergeben sich weitere Vorteile als Nebenprodukt.
Einer der wesentlichen Vorteile der hier beschriebenen Kombination von Verfahren der algenbasierten Carbonfaser-Herstellung und des Fischer-Tropsch-Verfahrens, welches sich zunächst insbesondere für Industrien in der bereits industrialisierten Welt zur Herstellung von Carbonfasern anbietet, ist ein allmählicher, sanfter Transfer von Technologie in sonnenreiche und deshalb in der Regel ärmere Länder und die Verlagerung der Prozesse in solche Regionen, die heute wirtschaftlich noch benachteiligt sind, während die Klimaverhandlungen immer stärker auch dadurch bestimmt werden, dass ein gerechter Ausgleich des derzeit bestehenden Nord-Süd- Gefälles Schritt für Schritt eingeführt werden muss.
Die folgenden Prozesse bilden die Bausteine für die in den Ansprüchen der Anmeldung beanspruchten neuen Prozessketten, um aus C02 über Algenbiomasse Polyacrylnitril für die Herstellung von Bio-Carbonfasern zu erzeugen. Es werden im Folgenden 8 Prozessketten beschrieben, so wie in den Abbildungen 1 - 8 illustriert und die Reihenfolge der Prozesse mit den zugehörenden Masseströmen beschrieben:
1. Prozess-Kette 1, Alge^Biodiesel-Prozess-»GtM- MOBIL
(MtP)^SOHIO^DRALON
a) ohne MeOH-Zyklus und ohne energetische Biodieselnutzung b ohne MeOH-Zyklus, mit energetischer Biodiesel-Nutzung c) mit MeOH-Zyklus und ohne energetische Biodieselnutzung d) mit MeOH-Zyklus und mit energetischer Biodiesel-Nutzung
2. Prozess-Kette 2, Alge->Biodiesel-Prozess->GtAN -^DRALON
a ohne energetischer Biodiesel-Nutzung
b) mit energetischer Biodiesel-Nutzung
3. Prozess-Kette 3, Alge^BtL/MeOH-Synthese-Process-^MOBIL (MtP)->SOHIO^DRALON
4. Prozess-Kette 4, wie 1 aber mit vorgeschalteter MeOH- Produktion via BtL/MeOH-Synthese
a) ohne energetischer Biodiesel-Nutzung
b) mit energetischer Biodiesel-Nutzung
5. Prozess-Kette 5, C02^FTS+MeOH-Synthese-»MOBIL
(MtP)-»SOHIO->DRALON
a) ohne vorgeschalteter Elektrolyse für H2-Versorgung b) mit vorgeschalteter Elektrolyse für H2-Versorgung
6. Prozess-Kette 6, wie 1 aber mit vorgeschalteter MeOH- Produktion via FTS/MeOH-Synthese
a) ohne energetischer Biodiesel-Nutzung
b mit energetischer Biodiesel-Nutzung
7. Prozess-Kette 7, wie 6 aber mit autothermaler Reformierung
(ATR) des Biodiesel mit partieller Biodiesel-Oxidation und FTS/MeOH-Synthese
a) Hoch-Temperatur ATR, Luftzufuhr, max. Syngas b) Nieder-Temperatur ATR, Luftabschluss, max. Propylen c) wie a) aber mit +9% C02 Zufuhr in Richtung FTS
d) like a) aber mit +50% C02 Zufuhr in Richtung FTS
8. Prozess-Kette 8, wie 7a aber mit vorgeschalteter BtL-/MeOH-Synth.
Für die Syngas-Nutzung
a) 60% der gesamten Biomasse Zufuhr in Richtung BtL
b) 90% der gesamten Biomasse Zufuhr in Richtung BtL
9. Die Legende für die oben beschriebenen Prozesse in Bezug auf die Kennzeichnung in den Abbildungen ist in Abbildung dargestellt:
A Algen Wachstum in Salzwasser, Produktion von Algenbiomasse aus C02
B Algen Prozess 1 : Trennen in Nährstoffe und Triglyceride
C Algen Prozess 2: Splitting der Triglyceride in Glycerin und leichte Algenöle und Lipide
D Biodiesel-Prozess: Veresterung des Algenöls
E GtM-Process: Conversion von Glyzerin in Methanol
F MtP-process (MOBIL-Process): Conversion von methanol in
Propylen (Propen)
G SOHIO-Process: Acrylnitril Synthese aus Propylen
H DRALON-process: Alcrylnitril Polymerisation zu Polyacrylnitril- Fasern (Spinnlösung im Spinnbad wird zu PAN-Fasern)
X GtAN-Process (Fraunhofer-Patent): direkte Acrylnitril Synthesis aus Glycerin
Y BtL/MeOH-Prozess: Verflüssigung der Algenbiomasse und
Methanol Synthese
Z FTS/MeOH-Prozess: C02 Spaltung durch Fischer-Tropsch
Synthese und Methanol Synthese
ATR Autothermale Reformierung und partielle Oxidation des Biodiesel
CHP CHP Unit für die kombinierte Wärme- und Elektrizitätserzeugung durch Biodiesel-Verbrennung Die in den beiliegenden Zeichnungen 1 - 8 skizzierten und auf diese Weise übersichtlich beschriebenen Prozessketten, die der Bio-Carbonfaser-Produktion basierend auf Polyacrylnitril (PAN) zugrunde liegen, bilden die Grundlage für die folgenden Patentansprüche.

Claims

Patentansprüche
1) Carbonfasern, dadurch gekennzeichnet, dass das für die Herstellung der Carbonfasern benötigte Polyacrylnitril aus von Algenbiomasse abgetrennten Triglyceriden stammt, aus denen über den GtM-Prozess aus Glycerin Methanol und anschließend über den Mobil-Prozess aus dem Mehanol Propylen gewonnen wird, und anschließend aus dem Propylen über den Sohio-Prozess Acrylnitril und schließlich Polyacrylnitril gewonnen wird,
- oder das Polyacrylnitril aus der Biomasse-Vergasung über einen BtL-Prozess aus Synthesegas, anschließend über die Methanol-Synthese aus Methanol, anschließend über den Mobil-Prozess aus Propylen und anschließend aus dem Propylen über den Sohio-Prozess aus Acrylnitril entsteht,
- oder das Polyacrylnitril aus der Umwandlung von Triglyceriden in einerseits Methanol und andererseits über das Nebenprodukt Biodiesel und dessen Umwandlung über autothermale Reformierung - AtR - in Synthesegas und dessen Umwandlung über die Methanolsynthese dieser Anteil ebenfalls in der Herstellung von Methanol mündet, wobei anschließend das gesamte Methanol über den Mobil- Prozess in Propen und dieses anschließend über das Sohio-Verfahren in Acrylnitril umgewandelt wird,
- oder das Polyacrylnitril unter Anwendung der Fischer-Tropsch-Synthese in Methanol und dieses über den Mobil-Prozess, durch den aus Methanol Propen gewonnen, sowie über den Sohio-Prozess zur Umwandlung von Propen in Acrylnitril und anschließende Polymerisation zu Polyacrylnitril gewonnen wird,
- oder das für die Carbonfaserproduktion benötigte Polyacrylnitril über eine Kombination dieser Prozesse gewonnen wird. 2) Carbonfasern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der für die Polyacrylnitril-Synthese benötigte Prozess mit dem dafür notwendigen Sauerstoff aus der für das Fischer-Tropsch-V erfahren benötigten Elektrolyse versorgt wird. 3) Carbonfasern nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das für die Polyacrylnitril-Synthese benötigte C02 aus den Rauchgasen von fossilen Kraftwerken, aus prozessbedingten C02-Emissionen der Stahl-, Zement- und Aluminiumherstellung oder aus natürlichen Quellen wie der Luft stammt.
4) Carbonfasern nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das für die Polyacrylnitril-Synthese benötigte C02 aus den Rauchgasen von regenerativen Biodiesel-Kraftwerken und somit zu 100% aus natürlichen Quellen stammt.
5) Carbonfasern nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das für die Polyacrylnitril-Synthese benötigte C02 aus den Rauchgasen von verströmter natürlicher Biomasse stammt.
6) Carbonfasern nach Anspruch 1 bis 5, durch gekennzeichnet, dass der für die Fischer-Tropsch- Synthese benötigte Strom aus verströmter Biomasse oder sonstigen regenerativen Stromquellen wie Wind und PV-Anlagen stammt.
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