Methan im Gasnetz wird zum Energiespeicher

Das Klimagas Kohlendioxid soll jetzt eine neue Karriere als Energiespeicher antreten: Mit neuen Katalysatoren lassen sich bis zu 95 Prozent des eingesetzten Kohlendioxids in synthetisches Methan verwandeln und auf diese Weise speichern und später nutzen. Damit könnte die indirekte Speicherung von Strom aus Wind- und Solaranlagen wirtschaftlich werden.

Pilotanlage zur Herstellung von Methan am Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg: Per Elektrolyse lässt sich aus Kohlendioxid synthetisches Methan herstellen und als Energiespeicher nutzen.

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In Form von Methan, also synthetischem Erdgas, soll künftig überschüssiger Strom aus Windkraftanlagen und Solarzellen in großem Stil gespeichert werden. Dass dies funktioniert, haben Wissenschaftler des Zentrums für Sonnenenergie- und Wasserstoffforschung Baden-Württemberg und des Stuttgarter Unternehmens Etogas (früher SolarFuel) mit drei Anlagen längst bewiesen. Die größte Anlage läuft im niedersächsischen Werlte.

Wind- und Solarstrom, der keine Abnehmer findet, spaltet in den drei Anlagen per Elektrolyseanlage Wasser in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff auf. Wasserstoff und Kohlendioxid aus Biogasanlagen oder Kohlekraftwerken verbinden sich in einem Reaktor zu Methan. Als Reaktionsbeschleuniger dient ein Katalysator. Er sorgt dafür, dass die Verschmelzung bei Temperaturen und Drücken gelingt, die nicht übermäßig viel Energie verschlingen.

Neue Katalysatoren reduzieren den Energiebedarf erheblich

Hier setzen Forscher des Chemiekonzerns Clariant, der Münchner Wacker Chemie und der dortigen Technischen Universität (TU) an. Sie entwickeln Katalysatoren, die den Energiebedarf reduzieren, den Prozess also wirtschaftlicher machen, und die Ausbeute verbessern. Außerdem legen sie Wert darauf, dass die Reaktionsbeschleuniger unempfindlich sind gegen Verunreinigungen im Kohlendioxid, das aus Kraftwerksabgasen gewonnen wird. Beimischungen von Schwefelverbindungen lassen sich nie ausschließen. Wenn diese nicht aufwändig abgetrennt werden müssen, steigt der Wirkungsgrad.

„Dieses Wissen ist der Schlüssel zu einer wirtschaftlichen Methanherstellung in großtechnischen Maßstab“, sagt Professor Bernhard Rieger, Inhaber des Wacker-Lehrstuhls für Makromolekulare Chemie der TU München und Sprecher des Konsortiums. Es wird mit dem Kürzel iC4 bezeichnet, das für „Integrated Carbon Capture, Conversion and Cycling“ steht. In einer Pilotanlage der MAN Diesel & Turbo SE in Deggendorf, die das Kohlendioxid liefert, setzen die getesteten Katalysatoren zwischen 92 und 95 Prozent des eingesetzten Klimagases in Methan um. Das gilt als Rekord.

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Kritik des Freiburger Öko-Instituts an Methan-Erzeugung

Synthetisches Methan hat den Vorteil, dass es in der schon vorhandenen Infrastruktur, dem viele Milliarden Kubikmeter fassenden Erdgasnetz, gespeichert werden kann. Wasserstoff benötigt dagegen gesonderte Anlagen.

Als einzige bedeutende Wissenschaftsorganisation hält das Freiburger Öko-Institut diese Power-to-Gas-Technik für ungeeignet. Die Forscher kritisieren, dass das Kohlendioxid nicht dauerhaft aus der Atmosphäre entfernt wird. Außerdem gehen sie davon aus, dass nach 2020 nicht mehr genügend Kohlendioxid produziert wird, weil Strom dann vor allem aus erneuerbaren Quellen kommt.

Das Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 6,3 Millionen Euro gefördert.

Ein Beitrag von:

Wolfgang Kempkens

Wolfgang Kempkens studierte an der RWTH Aachen Elektrotechnik und schloss mit dem Diplom ab. Er arbeitete bei einer Tageszeitung und einem Magazin, ehe er sich als freier Journalist etablierte. Er beschäftigt sich vor allem mit Umwelt-, Energie- und Technikthemen.