Power-to-Gas-Verfahren: Erneuerbarer Kraftstoff aus der Kläranlage

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Ineratec baut chemische Reaktoren, die so kompakt sind, dass die gesamte Anlage fertig montiert in einen Schiffscontainer passt (Foto: Magali Hauser, KIT)

Pilotanlage bei Barcelona produziert synthetisches Erdgas aus erneuerbarer Elektrizität und Kohlendioxid. „Herzstück“ der Apparatur kommt von Ineratec, einem Spin-off des KIT.

Einen wichtigen Schritt zu einem geschlossenen Kohlendioxid-Kreislauf gehen die Ausgründung des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) Ineratec und das spanische Energieunternehmen Gas Natural Fenosa: Im katalonischen Sabadell haben sie eine Anlage errichtet, die aus Kohlendioxid (CO2) und erneuerbarem Wasserstoff synthetisches Erdgas erzeugt. Das Verfahren basiert auf der Herstellung von Wasserstoff durch Elektrolyse und deren Reaktion mit CO2 aus biogenen Quellen – zum Beispiel aus Klärschlamm.

In der Kläranlage der 200.000-Einwohner-Stadt Sabadell im Großraum Barcelona sind die Grundstoffe reichlich vorhanden, wie Ineratec-Geschäftsführer Tim Böltken erläutert: „Der Prozess nutzt Energie aus erneuerbaren Quellen und speichert diesen im chemischen Energieträger Methan. Spanien hat in den vergangenen vier Jahren bereits 40 Prozent seiner Elektrizität aus erneuerbaren Energiequellen – meist Windkraft – erzeugt.“. Das Power-to-Gas-Verfahren wandelt nun überschüssigen oder dezentral anfallenden Strom aus erneuerbaren Quellen wie Sonnen- oder Windkraft in Methan um.

Technologie, die in einen Schiffscontainer passt

Ziel ist, erneuerbare Gase zu produzieren, die mit der bestehenden Erdgasversorgung in Spanien kompatibel sind. Der große Vorteil: Das erneuerbare Gas kann in der bestehenden Gasinfrastruktur gespeichert und in Gebiete in ganz Spanien transportiert werden. Die Gasspeicherkapazität in Spanien beträgt etwa 30 Terawattstunden, was bedeutet, dass der in dortigen Windkraftanlagen erzeugte Strom ein halbes Jahr lang gespeichert werden kann.

Bislang war solch eine dezentrale Produktion nicht wirtschaftlich möglich, weil für das chemische Verfahren normalerweise extrem teure, großtechnische chemische Anlagen nötig sind. Den Ineratec-Gründern gelang der Durchbruch, indem sie eine passende chemische Reaktortechnologie entwickelten, die zum Beispiel in einen Schiffscontainer passt. Die fertig montierten, modularen Kompaktanlagen sind nach dem Baukastensystem konzipiert, sodass sich die Kapazität ganz nach Bedarf erweitern lässt.

Die Pilotanlage in Sabadell soll vorerst 100 Kubikmeter Gas pro Tag produzieren. Sie ist zusätzlich mit einem Katalysator ausgestattet, der vom katalonischen Institut für Energieforschung (IREC) für die Umsetzung von CO2 aus biogenen Quellen entwickelt wurde. Die Anlage ist Teil des spanischen Projekts Synthetic Fuels – Combustibles Sintètics (CoSin), das vom Europäischen Fonds für regionale Entwicklung gefördert wird.

Quelle: Karlsruher Institut für Technologie (KIT)