Skip to main content
main-content

01.09.2022 | Brennstoffe | Im Fokus | Online-Artikel

Neue Technologien sollen Methanisierung effizienter machen

verfasst von: Frank Urbansky

2:30 Min. Lesedauer
share
TEILEN
print
DRUCKEN
insite
SUCHEN

Wenn es gelänge, Wasserstoff effizient in Methan umzuwandeln, könnte er ohne Einschränkungen im Gasnetz genutzt werden. Neue Technologien sollen die Umwandlung effizienter machen.

Wasserstoff ist schwer zu händeln und benötigt eine geeignete Infrastruktur. "Aktuell wird als vielversprechende Option Power to Gas favorisiert, bei der der Wasserstoff unter CO2-Zugabe in Methan umgewandelt wird, so genannte Methanisierung. Das Methan könnte dann in ausreichend großen Mengen im Erdgasnetz langfristig gespeichert und während Dunkelflauten in Gaskraftwerken wieder in Strom rückgewandelt werden", beschreibt Springer-Vieweg-Autor Adolf J. Schwab in seinem Buchkapitel Stromerzeugung aus Erneuerbaren Energien auf Seite 198 eine mögliche Methode, dies zu umgehen.

Empfehlung der Redaktion

2022 | OriginalPaper | Buchkapitel

Stromerzeugung aus Erneuerbaren Energien

Gemäß dem 1. Energiewirtschaftsgesetz (EnWG) aus dem Jahre 1935 erfolgte die Stromerzeugung in Deutschland vorrangig unter dem Gesichtspunkt minimaler Stromkosten bzw. -preise (s. a. 2.1.1 und 2.1.2). Der kostenoptimale Strommix aus fossil …

Im Energy Lab 2.0 des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) wird derzeit daran gearbeitet, grünen Wasserstoff aus Elektrolyse und Kohlendioxid aus der Luft in Methan umzuwandeln. Dazu dienen Waben-Methanisierung und Dreiphasen-Methanisierung.

Elektrische zu molekularer Energie

Wie bei der Herstellung von flüssigen und gasförmigen Brennstoffen aus Elektrolyse-Wasserstoff wird erneuerbare, elektrische Energie in klimaneutrale molekulare Energie umgewandelt und gespeichert. Methan hat gegenüber Wasserstoff den Vorteil, dass es sich in das bestehende Erdgasnetz einspeisen lässt.

Die Waben-Methanisierung nutzt einen katalytisch beschichteten metallischen Wabenkörper, durch den Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid oder Kohlenstoffmonoxid strömen. An der modular skalierbaren Oberfläche reagieren sie zu Methan und Wasser. Diese Methode hat einen einfachen modularen Aufbau und ist sehr robust.

Modernisierte Anlage erlaubt technisch relevanten Check

Im BMBF-Leitprojekt H2Mare wird eine bisher bestehende Anlage im KIT nun umfangreich modernisiert. Neue Reaktoren steigern die Kapazität der Anlage um das Zehnfache. So können die bisherigen, im Labormaßstab ermittelten Ergebnisse in einem technisch relevanten Maßstab überprüft werden. Betrieben wird die Anlage im Verbund mit einer Gasreinigung und einer Verflüssigung für Liquefied Naturals Gas (LNG) einer Tankstelle.

Bei der Dreiphasen-Methanisierung wird der Katalysator in eine Flüssigkeit eingeführt. Reaktivgase durchströmen das Gemisch im Blasensäulenreaktor. Die dabei entstehende Abwärme lässt sich effizient für andere Prozessschritte nutzen. Diese Art der Methanisierung lässt sich sehr schnell an- und abschalten. Das erlaubt eine flexible Produktion, die sich an schwankende Stromangebote anpassen lässt.

Sollten sich diese Methoden einmal auf industriellen Maßstab skalieren lassen, wäre der Vorteil klar. "Wenn das Kohlendioxid aus der Luft oder aus industriellen Prozessen [...] gewonnen wird, kann es mit elektrolytisch gewonnenem Wasserstoff durch die Umkehrreaktion des Wasserdampfreformierens zu Methan umgewandelt werden (Methanisierung) und als Wasserstoffträger analog dem fossilen Erdgas genutzt werden. Das ist möglich ohne Umstellung des Erdgasnetzes und in einem mit dem fossilen Erdgas völlig kompatiblen Konzept, das eine graduelle Umstellung auf erneuerbares synthetisches Methan erlaubt", beschreibt diesen Vorteil ein Springer-Vieweg-Autorenkollektiv um Sebastian Metz in seinem Buchkapitel Wasserstofferzeugung durch Elektrolyse und weitere Verfahren auf Seite 243.

share
TEILEN
print
DRUCKEN

Weiterführende Themen

Die Hintergründe zu diesem Inhalt

Das könnte Sie auch interessieren