NXTGEN Hightech | Plasmaconversie van Methaan

Dit project heeft tot doel de toepasbaarheid te demonstreren van innovatieve hightech plasma-opwekkingsmethoden (gelijkstroom en microgolven), die beschikbaar zijn op schaal van 1 tot 50 kW, en deze verder op te schalen. De focus van de equipment innovatie en ontwikkeling ligt op het beheersbaar maken en verbeteren van de energie-efficiëntie van hoge-temperatuur plasma onder de omstandigheden van grootschalige chemieprocessen, variërend van kiloton tot megaton per jaar.

Plasmatechnologie heeft aanzienlijk potentieel als sleutel tot de elektrificatie van verschillende productieprocessen die momenteel nog afhankelijk zijn van het intensieve gebruik van fossiele brandstoffen. Door het te combineren met de opwekking van groene stroom, biedt het de mogelijkheid om op een gerichte en zeer efficiënte manier energie in te brengen zonder CO2-uitstoot, niet alleen in chemische processen, maar ook voor metaalzuivering, recycling, afvalverwerking en materiaalbewerking.

Plasmatechnologie is een van de belangrijke technologieën voor de Nederlandse hightechsector, niet alleen voor het domein van dit project, chemie en energie (inclusief kernfusie), maar ook voor de maakindustrie (dunne films, materiaalzuivering en -verwerking), halfgeleiders (lichtbron voor EUV-lithografie) en agro-food (plasma-sterilisatie).

Het doel is om modulair schaalbare systemen te ontwikkelen voor elektrische plasmaconversie van methaan naar waterstof en koolwaterstoffen als grondstoffen voor grootschalige chemie. Schaalbaarheid wordt nagestreefd door opschaling via combinaties van serie geproduceerde modules.

Opschaling naar MW-installaties (2025-2027) en vervolgens naar GW-toepassingen (2030-2040) worden hier voorzien. Een belangrijke stap naar deze grootschalige installaties is een pilotfabriek. Hoewel de bouw en de gedetailleerde planning van deze fabriek buiten het bestek van dit voorstel vallen, zal het conceptontwerp voldoende gedetailleerd worden overwogen om duidelijk te zijn over de eisen van de te ontwikkelen modules. De bouw van een pilotfabriek vereist een aanzienlijke investering van een toekomstige eindgebruiker. De economische levensvatbaarheid moet eerst worden aangetoond door optimalisatie van het rendement en schatting van de bedrijfskosten op kleine schaal. Deze experimenten en analyses maken deel uit van het project.

De ontwikkeling en opschaling van de apparatuur worden voorzien via 3 generaties procesdemonstratie:

• Generatie 1: Demonstratie op schaal van 50 kW van de plasmaconversie van methaan naar ethyleen via acetyleen + waterstof gebaseerd op het zogenaamde Hüls-proces.
• Generatie 2: Demonstratie op schaal van 150 kW van het verbeterde plasmaconversieproces via acetyleen naar ethyleen + waterstof met een hogere energie-efficiëntie en selectiviteit in het eindproduct.
• Generatie 3: (alleen engineeringfase) Demonstratie op schaal van 10 MW van plasmaconversie rechtstreeks van methaan naar ethyleen (zonder acetyleen als tussenstap) en >10 kton H2/jaar (2025-2028).

About NXTGEN Hightech

This project is made possible in part by a contribution from the National Growth Fund program NXTGEN Hightech. With over 330 partners, in more than 60 projects and in six essential domains, this program will make a significant contribution to the structural and sustainable economic growth in the Netherlands and offer solutions for the major societal challenges in the areas of energy transition, health, safety and food.

Including the contribution of € 450 million from the National Growth Fund, NXTGEN Hightech will invest approximately € 1 billion until 2030. In doing so, we will realize an internationally leading ecosystem for high-tech equipment in the Netherlands, which will rank among the top three in Europe at least and make an additional contribution to Dutch GNP of € 6 to 11 billion per year. We will develop a new generation of high-tech equipment for the future generation of Dutch people: our children.

For more information, also visit www.nxtgenhightech.nl