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Sektorkopplung

Forscher steigern den Wirkungsgrad von Power-to-Gas-Anlagen

Einer Gruppe von Wissenschaftlern ist es gelungen, die Effizienz von Power-to-Gas-Anlagen um mehr als 20 % zu erhöhen. Das erzeugte Erdgassubstitut könnte außerdem direkt ins Erdgasnetz eingespeist werden.

20.09.2018
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Forscher steigern den Wirkungsgrad von Power-to-Gas-Anlagen (Foto: sunfire GmbH)

Eines der großen Probleme von erneuerbaren Energien ist, dass sie sich nur schlecht und unter hohen Verlusten speichern lassen. Mit Power-to-Gas-Industrieanlagen ist es möglich, Strom in Methan umzuwandeln. Mit herkömmlicher Technik erreicht man dabei bislang aber lediglich einen Wirkungsgrad von etwa 54 %. Nun hat es ein Team von Forschern unter der Leitung des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) gelungen, den Wirkungsgrad um mehr als 20 % zu steigern.

Power-to-Gas-Anlagen arbeiten mit einer Elektrolyse, bei der Wasser mithilfe von elektrischem Strom in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt wird. Der Wasserstoff reagiert dann unter Wärmeeinwirkung mit Kohlendioxid oder Kohlenmonoxid zu Methan, dem Hauptbestandteil von Erdgas. Methan lässt sich im Unterschied zu Strom einfach speichern. Das bei dem Projekt des KIT erzeugte Erdgassubstitut erfüllt sogar alle Anforderungen, um direkt in das deutsche Erdgasnetz eingespeist zu werden.

Um den Wirkungsgrad zu erhöhen, nutzte das Team um Dimosthenis Trimis vom KIT die Synergien zwischen Elektrolyse und Methanisierung konsequent aus und verwendete die Prozesswärme aus der Methanisierung zur Unterstützung der verwendeten Hochtemperatur-Elektrolyse. Das Verfahren wurde im Rahmen des EU-Projekts HELMETH (Integrated High-Temperature ELectrolysis and METHanation for Effective Power to Gas Conversion) entwickelt und mit 2,5 Millionen Euro von der Initiative „European Union's Seventh Framework Programme (FP7/2007-2013) for the Fuel Cells and Hydrogen Joint Technology“ gefördert. Die Projektpartner waren neben dem KIT die Universität Turin und die TU Athen, die Firmen Sunfire und EthosEnergy Italia sowie das European Research Institute of Catalysis ERIC und der Deutsche Verein des Gas und Wasserfaches (DVGW).