Synthetic fuels based on renewable hydrogen and CO2 are a currently highly discussed piece of the puzzle to defossilize the transport sector. In this regard, CO2 can play a positive role in shaping a sustainable future. Large potentials are available as a product of biogas production, however occurring in small scales and in thin spatial distributions. This work aims to evaluate suitable synthetic fuel products to be produced at farm sites. A thermodynamic analysis to assess the energetic efficiency of synthesis pathways and a qualitative assessment of product handling issues is carried out. Regarding the technical and safety-related advantages in storage, liquid products are the superior option for fuel production at decentralized sites. Due to the economy of scale, multi-stage synthesis processes lose economic performance with rising complexity. A method was shown which covers a principle sketch of all necessary reaction, separation steps, and all compression and heat exchanger units. The figures showed that methanol and butanol are the most suitable candidates in contrast to OME3-5 for implementation in existing transportation and fuel systems. These results were underpin by a Gibbs energy analysis. As long as safety regulations are met and the farm can guarantee safe storage and transport, farm-site production for all intermediates can be realized technically. Ultimately, this work points out that the process must be kept as simple as possible, favoring methanol production at farm site and its further processing to more complicated fuels in large units for several fuel pathways.

中文翻译：

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农场现场沼气中合成燃料中间体的热力学和生态学预选

基于可再生氢和二氧化碳的合成燃料是目前困扰运输行业去化石的难题之一。在这方面，二氧化碳可以在塑造可持续发展的未来中发挥积极作用。沼气生产的产品具有很大的潜力，但是规模很小且空间分布稀薄。这项工作旨在评估适合在农场现场生产的合成燃料产品。进行了热力学分析，以评估合成途径的能量效率，并对产品处理问题进行定性评估。关于存储方面的技术和安全方面的优势，液体产品是在分散地点生产燃料的上乘选择。由于规模经济，多阶段合成工艺的经济性能随着复杂性的提高而降低。显示的方法涵盖了所有必要的反应，分离步骤以及所有压缩和热交换器单元的原理图。数字显示，与OME3-5相比，甲醇和丁醇是最适合在现有运输和燃料系统中实施的候选物。这些结果得到了吉布斯能量分析的支持。只要符合安全法规并且农场可以保证安全的储存和运输，所有中间体的农场现场生产就可以在技术上实现。最终，这项工作指出，该过程必须保持尽可能的简单，这有利于在农场现场生产甲醇，并将其进一步加工成较大的单元，以便通过多个燃料通道处理更复杂的燃料。以及所有压缩和热交换器单元。数字显示，与OME3-5相比，甲醇和丁醇是最适合在现有运输和燃料系统中实施的候选物。这些结果得到了吉布斯能量分析的支持。只要符合安全法规并且农场可以保证安全的储存和运输，所有中间体的农场现场生产就可以在技术上实现。最终，这项工作指出，该过程必须保持尽可能的简单，这有利于在农场现场生产甲醇，并将其进一步加工成较大的单元，以便通过多个燃料通道处理更复杂的燃料。以及所有压缩和热交换器单元。数字显示，与OME3-5相比，甲醇和丁醇是最适合在现有运输和燃料系统中实施的候选物。这些结果得到了吉布斯能量分析的支持。只要符合安全法规并且农场可以保证安全的储存和运输，所有中间体的农场现场生产就可以在技术上实现。最终，这项工作指出，该过程必须保持尽可能的简单，这有利于在农场现场生产甲醇，并将其进一步加工成较大的单元，以便通过多个燃料通道处理更复杂的燃料。这些结果得到了吉布斯能量分析的支持。只要符合安全法规并且农场可以保证安全的储存和运输，就可以从技术上实现所有中间体的农场现场生产。最终，这项工作指出，该过程必须保持尽可能的简单，这有利于在农场现场生产甲醇，并将其进一步加工成较大的单元，以便通过多个燃料通道处理更复杂的燃料。这些结果得到了吉布斯能量分析的支持。只要符合安全法规并且农场可以保证安全的储存和运输，所有中间体的农场现场生产就可以在技术上实现。最终，这项工作指出，该过程必须保持尽可能的简单，这有利于在农场现场生产甲醇，并将其进一步加工成较大的单位，以便通过多个燃料通道处理更复杂的燃料。