05.11.2019 • Energie

Wasserstoff aus Erdgas ohne CO₂

Projekt zur klimafreundlichen Methanpyrolyse im industriellen Maßstab.

Durch Methan­pyrolyse lässt sich fossiles Erdgas zukünftig klima­freundlich nutzen: Methan wird dabei in gas­förmigen Wasserstoff und festen Kohlenstoff gespalten, der einen wertvollen Grundstoff für verschiedene Industrie­zweige darstellt und darüber hinaus sicher gelagert werden kann. Dies kann ein wichtiger Baustein für eine künftig klima­neutrale Energie­versorgung sein. Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie KIT haben hierfür ein besonders effizientes Verfahren entwickelt. Gemeinsam mit dem Industrie­partner Wintershall Dea wird es nun für den Einsatz im indus­triellen Maßstab weiter­entwickelt.

Abb.: Die Methan­pyrolyse mittels Blasen­säulen­reaktor ermöglicht eine...
Abb.: Die Methan­pyrolyse mittels Blasen­säulen­reaktor ermöglicht eine klima­freundliche Nutzung von fossilem Erdgas. (Bild: L. Kühner, KIT)

Wasserstoff gilt in der Energie­debatte zunehmend als Schlüssel für das Gelingen der Energiewende. Experten der Inter­national Energy Agency IEA in Paris haben errechnet, dass schon eine Beimischung von zwanzig Prozent Wasserstoff im europäischen Gasnetz die CO2-Emissionen um sechzig Millionen Tonnen pro Jahr reduzieren. Das ist so viel, wie Dänemark in einem ganzen Jahr ausstößt. „Die direkte thermische Spaltung von Methan und anderen Kohlenwasser­stoffen bietet eine Möglichkeit, um Wasserstoff aus Erdgas herzustellen – und zwar ohne direkte CO2-Emissionen“, erklärt Thomas Wetzel vom Institut für Verfahrens­technik.

Seine Forschungs­gruppe entwickelte dafür zusammen mit dem Institute for Advanced Sustainability Studies in Potsdam ein Verfahren, bei dem Methan in einem mit Flüssig­metall befüllten Blasen­säulenreaktor kontinuierlich in seine Bestandteile zerlegt wird: in Wasserstoff und festen Kohlenstoff. Der Kohlenstoff kann als Reinstoff in fester Form sicher gelagert und in vielen industriellen Bereichen genutzt werden. Der Wasser­stoff wiederum lässt sich als sauberer Energieträger im Strom-, Wärme- und Mobilitäts­bereich nutzen oder in industriellen Prozessen einsetzen, beispiels­weise bei der Herstellung von Stahl.

In einem gemeinsamen, zunächst auf drei Jahre angelegten Projekt wollen das KIT und der Industrie­partner Wintershall Dea in den nächsten drei Jahren nun die Grundlagen für einen künftigen indus­triellen Einsatz der Methan­pyrolyse schaffen. „Es gibt weltweit große Mengen Erdgas und es gibt die Möglichkeit, dieses Erdgas klima­neutral nutzbar zu machen. Wie wir das technisch effizient umsetzen und später auch für große Gasmengen einsetzen können: Das wollen wir in unserem Forschungs­projekt nun untersuchen“, sagt Wetzel. „Wir freuen uns auf die Zusammen­arbeit und sind überzeugt, dass wir gemeinsam einen wichtigen Beitrag für eine zukunfts­fähige Energieversorgung leisten können.“ Hugo Dijkgraaf, Vorstands­mitglied und Chief Tech­nology Officer von Wintershall Dea sagt: „Die Per­spektiven, die wir in unserer Kooperation mit dem KIT etablieren, zeigen: Erdgas kann Zukunft. Schon heute ist Erdgas der sauberste konventionelle Energieträger. Aber Erdgas kann künftig noch klima­freundlicher werden: indem wir das CO2 abspalten und aus Erdgas Wasserstoff gewinnen.“

KIT / JOL

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