Methan als Solartreibstoff

10. Dezember 2013, 14:35 Uhr
Methan als Solartreibstoff
Methan als Solartreibstoff

Die Natur nutzt die energielosen Rohstoffe Kohlendioxid (CO2) und Wasser (H2O) zur Speicherung von Sonnenenergie: Pflanzen wandeln bei der Photosynthese diese Rohstoffe mit Hilfe von Sonnenlicht in Biomasse um und bilden damit chemisch gespeicherte Energie. Der energetische Wirkungsgrad dieser natürlichen Photosynthese beträgt allerdings nur 1 %, und wenn man Biomasse technisch in Treibstoff umwandelt (Wirkungsgrad kleiner 50 %), ergibt sich ein Gesamtwirkungsgrad von weniger als 0,5 Prozent.

 

Einem Konsortium aus führenden deutschen Forschungsinstituten und dem österreichischen Unternehmen Solar Fuel Technology ist es gelungen, Kohlendioxid und Wasser auf technischem Wege direkt in einen als Treibstoff verwertbaren Energieträger in Form von Methangas umzuwandeln. Methangas hat den großen Vorteil, dass es sich als synthetisches Erdgas in das bestehende Erdgasnetz einspeisen lässt, das so zur tragenden Säule eines erneuerbaren Energiesystems wird und die Speicher- und Transportkapazitäten bereitstellt, die im Stromnetz zunehmend fehlen. Auch für die Verwendung als Treibstoff für Autos gibt es damit eine bereits bestehende Infrastruktur.

 

Das Verfahren besteht aus zwei Prozessen. Zuerst wird Wasser durch Elektrolyse in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt. Anschließend erfolgt eine Methanisierung des Wasserstoffs durch Zufuhr von Kohlendioxid – unter Einwirkung von Katalysatoren entsteht Methan. Der erzielbare Wirkungsgrad ist größer als 60 Prozent. Bei Verwendung von Solarstrom aus Photovoltaikanlagen mit ca. 20 % Wirkungsgrad ergibt sich ein Gesamtwirkungsgrad von über 10 % für die Umwandlung von Sonnenlicht in Methan als „Solartreibstoff“ -  20-mal mehr als bei Treibstoff aus Biomasse.

 

Die Verfahrenstechnik stammt vom Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW). Konzepte zur Einbindung in das Stromnetz hat das Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES entwickelt.

Die SolarFuel GmbH soll als Anlagenbauer für die Industrialisierung und Kommerzialisierung der Anlagen im Megawattbereich sorgen.

 

Nach der erfolgreichen Erprobung einer ersten 25-kW-Versuchsanlage errichten die Kooperationspartner am ZSW in Stuttgart eine zweite Versuchsanlage mit 250 kW Eingangsleistung (Fertigstellung Sommer 2012). Die Ergebnisse werden auch in das noch deutlich größere "e-gas-Projekt" der Audi AG einfließen. SolarFuel errichtet für den Autobauer bis 2013 eine erste Anlage im industriellen Maßstab, die mit rund sechs Megawatt das von Audi als „e-gas“ bezeichnete Methan produzieren soll.

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