Wasserstofftransport mit Dimethylether: Fraunhofer ISE baut Testanlage in Chile

Das Fraunhofer ISE hat ein energieeffizientes Verfahren zur Herstellung von Dimethylether entwickelt und in Chile im Rahmen eines internationalen Projekts erprobt. Das sogenannte Indigo-Verfahren senkt Energiebedarf und Kosten deutlich und könnte DME als Wasserstoffträger wirtschaftlich attraktiver machen.

11. Februar 2026 Marian Willuhn

Konzentrierte Solarthermiekraftwerk in der Wüste in Chile

Konzentrierende Solarkraftwerke liefern den Grünstrom für die Methanol- und DME-Herstellung im Norden von Chile

Foto: Fraunhofer CSET

Dimethylether (DME) eignet sich wegen seiner besonders hohen Energiedichte als Träger für den Transport von grünem Wasserstoff. Seine Synthese ist bisher allerdings mit großen Energieverlusten verbunden. Ein internationales Forschungsteam unter Leitung des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE hat nun ein energieeffizientes Herstellungsverfahren entwickelt und in Chile in einer Testanlage umgesetzt. Das Verfahren könnte die Produktionskosten deutlich senken und DME zu einem wichtigen Baustein der künftigen Wasserstoffwirtschaft machen, wie in der Meldung heißt.

DME ist heute bereits als Treibgas in Spraydosen sowie als Lösungs- und Kühlmittel im Einsatz. Perspektivisch könnte der Stoff jedoch vor allem als sogenanntes Plattformmolekül an Bedeutung gewinnen. Er lässt sich sowohl fossilen Gasen wie Liquified Petroleum Gas (LPG) beimischen als auch als Ausgangsstoff für synthetische Kraftstoffe, etwa Sustainable Aviation Fuels, nutzen. Zudem kann DME im Importland durch Dampfreformierung wieder in Wasserstoff umgewandelt werden. Aufgrund seiner höheren volumetrischen Energiedichte gegenüber Ammoniak wäre das pro Schiffsladung ertragreicher.

Bei der Synthese von DME entsteht Wasser als Nebenprodukt. In sonnen- oder windreichen Regionen, in denen die Produktion typischerweise stattfindet, könnte dieses Wasser erneut für die Elektrolyse verwendet werden. Am Zielort wird bei der Rückumwandlung mittels Dampfreformierung wiederum Wasser benötigt. Bei dem Prozess kann dadurch mehr Wasserstoff entstehen, als im DME chemisch gebunden ist. Ein zusätzlicher systemischer Vorteil ergibt sich aus den chemischen Eigenschaften von DME. Sie ähneln denen von Kohlenstoffdioxid. Dadurch ließe sich perspektivisch dieselbe Transportinfrastruktur für beide Stoffe nutzen. Das vereinfacht Logistikkonzepte und kann Investitionskosten senken.

Reaktivdestillation senkt Energiebedarf und Kosten

Kern der Entwicklung ist das am Fraunhofer ISE entwickelte Indigo-Verfahren. Es basiert auf der sogenannten Reaktivdestillation, bei der chemische Synthese und Destillation in einem Schritt kombiniert werden. Die bei der Reaktion freiwerdende Wärme wird direkt in der Destillation genutzt. Dadurch entfällt ein externer Wärmebedarf weitgehend.

Nach Angaben des Instituts lässt sich der Energieeinsatz gegenüber konventionellen DME-Verfahren deutlich reduzieren, die Produktionskosten sinken um mehr als 25 Prozent. Im Forschungsprojekt „Power-to-MEDME“ erwies sich das Verfahren in sechs untersuchten Szenarien als wirtschaftlicher als die Referenztechnologie. Für die Simulation der Prozesskette kam das Modellierungstool „Syn2X“ zum Einsatz, mit dem auch ein dynamischer Teillastbetrieb unter realistischen Lastschwankungen abgebildet wurde.

Das Verfahren könne außerdem Rohmethanol ohne vorherige thermische Aufbereitung einsetzen. Der Katalysator in der Testanlage habe eine viermal höhere Reaktionsgeschwindigkeit als herkömmlich verwendete Materialien. Auch das helfe, die Wirtschaftlichkeit der DME-Nutzung besser zu erreichen.

Fokus auf Chile als Produktionsstandort

Das internationale Projekt „Power-to-MEDME“ untersucht das Potenzial Chiles für die Herstellung CO₂-neutraler Energieträger. Eine Standortanalyse des Fraunhofer ISE identifiziert insbesondere die Region Antofagasta im Norden Chiles als geeignet. Dort entstehen bereits heute hohe Überschüsse aus Photovoltaik und solarthermischen Kraftwerken, die teilweise abgeregelt werden müssen. Die Umwandlung in DME könnte die lokale Wertschöpfung erhöhen und Erneuerbaren-Überschüsse nutzbar machen.

In einem nächsten Schritt ist der Bau einer Pilotanlage im Megawatt-Maßstab geplant. Gemeinsam mit dem Industriepartner Thyssenkrupp Uhde soll der technologische Reifegrad des Verfahrens erhöht und die industrielle Umsetzung vorbereitet werden. Vorgesehen ist unter anderem der Betrieb einer 7,5 Meter hohen Reaktivdestillationskolonne unter realen industriellen Bedingungen. Dabei wird auch reales Rohmethanol mit typischen Nebenprodukten eingesetzt, um das Prozessverhalten detailliert zu untersuchen. Ziel ist es, die Effizienz weiter zu steigern, die Katalysatorstabilität zu analysieren und belastbare Betriebsstrategien für einen wirtschaftlichen Dauerbetrieb zu entwickeln. Erst wenn die Skalierbarkeit im größeren Maßstab nachgewiesen ist, kann eine kommerzielle Umsetzung erfolgen.

Der globale DME-Markt umfasst derzeit rund fünf Millionen Tonnen pro Jahr. Mit neuen Anwendungen, etwa als LPG-Zusatz oder als Vorprodukt für synthetische Kraftstoffe, dürfte die Nachfrage deutlich steigen. Der weltweite LPG-Markt liegt bei rund 200 Millionen Tonnen jährlich. Der Bedarf an Sustainable Aviation Fuels könnte bis 2050 auf bis zu 400 Millionen Tonnen anwachsen.

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