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02.12.2022

18.11.2022

Herstellung von künstlichem Methan als Alternative zu Erdgas

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Klimaneutrale Gasversorgung ist eines der drängendsten Themen unserer Zeit. Dabei nimmt die CO2-neutrale, synthetische Erzeugung von flüssigem Erdgassubstitut aus Biomasse einen immer größeren Stellenwert ein. Seit Anfang November koordiniert die FAU das Projekt "CarbonNeutralLNG", in dessen Mittelpunkt die Herstellung von künstlichem Methan aus Wasserstoff - der Alternative zu fossilen Energieträgern - und Kohlenstoffdioxid steht.

Das Projekt ist Teil von Horizon Europe, dem zentralen Finanzierungsprogramm der Union für Forschung und Innovation, und wird mit 3,5 Millionen Euro über einen Zeitraum von drei Jahren gefördert.

Grünes Methan aus grünem Wasserstoff und grünem Kohlenstoffdioxid

Da es im Vergleich zu seiner gasförmigen Variante nur ein sechshundertstel des Volumens aufweist, eignet sich flüssiges Erdgas viel besser für den Transport und die Lagerung. Sein Hauptbestandteil ist Methan. Schon jetzt wird Methan bei extrem tiefen Temperaturen um minus 160°C verflüssigt und als Flüssigerdgas (Liquified Natural Gas, kurz LNG) in großen Mengen nach Deutschland importiert, um die Anhängigkeit Europas von russischem Erdgas zu beenden.

Gemeinsam mit zwölf Forschungspartnern aus sechs europäischen Staaten sowie Kanada soll nun erreicht werden, dass Europas LNG-Terminals künftig auch LNG aus erneuerbaren Energien zur Verfügung steht. Wird grüner Wasserstoff in Ländern mit einem Überschuss an Strom aus erneuerbaren Quellen - wie es in Island, Chile, Australien oder eben auch Kanada der Fall ist - erzeugt, kann er zur Herstellung von LNG genutzt und mit bereits vorhandenen LNG-Tankern als flüssiges Methan besonders einfach und kostengünstig nach Europa importiert werden.

"Wichtig ist dabei, dass das CO2 für die Herstellung des Methans nicht aus fossilen Quellen stammt, sondern direkt aus der Atmosphäre entnommen wird", erklärt Prof. Jürgen Karl vom Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik. Das wird durch die thermochemische Vergasung von Biomasse erreicht: Nachwachsende Biomasse entnimmt der Atmosphäre "grünes" Kohlenstoffdioxid.

Bei der Vergasung der Biomasse mit Wasserdampf entstehen außerdem große Mengen Wasserstoff, die mit zusätzlichem Wasserstoff aus der Elektrolyse und dem biogenen CO2 in Methan umgesetzt wird. Die Vergasung nutzt Strom aus erneuerbaren Energien. So wird sichergestellt, dass die eingesetzten Biomasse-Ressourcen optimal genutzt werden.Import und Innovation

Ein weiterer Schwerpunkt des Vorhabens ist die Untersuchung der für den Import von LNG notwendigen Infrastruktur. Zahlreiche Innovationen, wie der Einsatz additiv - das heißt mit 3D-Druck - gefertigter Reaktoren oder die vollständige Umsetzung des entstehenden Kohlenstoffdioxids zu Elektrokraftstoff durch Elektromethanogenese, sollen die CO2-Neutralität der Technologie sicherstellen. Im Bereich der Elektromethanogenese forscht an der FAU Prof. Katharina Herkendell.

Ziel des Projekts ist es, LNG für den Transportsektor, beispielsweise für den Schiffs- oder Schwerlastverkehr, bereitzustellen. Neben dieser Rolle als Elektrokraftstoff kann grünes LNG fossiles Erdgas aber auch nahtlos in der Strom- und Wärmeerzeugung sowie in der chemischen Industrie, zum Beispiel bei der Herstellung von Kunststoffen oder auch Medikamenten, ersetzen.

» Weiterführende Informationen

Quelle: Universität Erlangen-Nürnberg