Im Energy Lab wird erforscht, wie grüner Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid aus der Luft in Methan umgewandelt werden können. Das geschieht in großen Containeranlagen mittels Waben-Methanisierung und Dreiphasen-Methanisierung.
In beiden Methanisierungsformen wird Wasserstoff aus der Wasser-Elektrolyse zusammen mit CO2 aus der Luft oder CO aus der Biomassevergasung in Methan, Wasser und Wärme umgewandelt.
Wie bei der E-Fuel-Herstellung wird erneuerbare, elektrische Energie in klimaneutrale molekulare Energie umgewandelt und gespeichert. Methan hat gegenüber Wasserstoff den Vorteil, dass es sich problemlos in das bestehende Erdgasnetz einspeisen lässt und somit uneingeschränkt verteilt, gespeichert und genutzt werden kann. Das gewonnene Methan lässt sich auch als Kraftstoff einsetzen.
Die Waben-Methanisierung
Die Waben-Methanisierung nutzt einen katalytisch beschichteten metallischen Wabenkörper als Katalysator, durch den Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid und/oder Kohlenstoffmonoxid strömen und an der modular skalierbaren Oberfläche der Struktur zu Methan und Wasser reagieren. Die Waben-Methanisierung zeichnet sich besonders durch den einfachen modularen Aufbau und große Robustheit aus. Hinsichtlich der Lastflexibilität liegt sie zwischen der Dreiphasen-Methanisierung und Festbett-Reaktorkonzepten.
Im Rahmen des BMBF-Leitprojekts H2Mare wird die Anlage umfangreich modernisiert. Neue Reaktoren steigern die Kapazität der Anlage um das 10-fache und ermöglichen einen schnellen Wechsel der Wabenkörper. Somit kann die permanente Weiterentwicklung im Labor einfach im technisch relevanten Maßstab zu verifizieren. Weiterhin wird die Anlage im Verbund mit einer Gasreinigung und einer Verflüssigung mit LNG (Liquefied Naturals Gas)-Tankstelle in zwei weiteren Anlagencontainern betrieben, um die Prozesskette der Erzeugung von erneuerbarem LNG als Ganzes zu demonstrieren.
Die Dreiphasen-Methanisierung
Bei der Dreiphasen-Methanisierung wird der Katalysator in einer Flüssigkeit suspendiert. Dabei durchströmen Reaktivgase das Gemisch im Blasensäulenreaktor. Die Abwärme, die bei dieser Methanisierung entsteht, lässt sich effizient für andere Prozessschritte nutzen. Da die Dreiphasen-Methanisierung sehr schnell an- und abgeschaltet werden kann, eignet sie sich als lastflexibler Syntheseprozess für die Speicherung bei schwankender regenerativer Stromerzeugung.
3.07
