Klima: Nutzung von Erdgas ohne schädliche Klimagase?

Karlsruhe - Die Erzeugung von Energie aus Erdgas ohne jegliche Kohlendioxid-Emissionen könnte mit Hilfe einer neuen, von Forschern entwickelten Technologie schnell Wirklichkeit werden. An dem innovativen Verfahren hat auch ein Nobelpreisträger mitgewirkt.

Das vom Nobelpreisträger und früheren wissenschaftlichen Direktor am Institute for Advanced Sustainability Studies (IASS) in Potsdam, Professor Carlo Rubbia, initiierte Kooperationsprojekt zwischen dem IASS und dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) hat zum Ziel, umweltverträglichen und effizienten Wasserstoff aus Methan ohne Emissionen zu gewinnen. Kernpunkt ist ein neuartiger Reaktor.

Das Problem: CO2 durch Verbrennung fossiler Energien

Die Verbrennung von fossilen Brennstoffen für die Erzeugung von Strom, für den Antrieb von Automotoren oder die Erzeugung von Wärme ist eine wesentliche Quelle klimaschädlicher Kohlendioxid-Emissionen. Insbesondere Methan, das ein Hauptbestandteil von Erdgas ist, ist ein breit eingesetzter fossiler Brennstoff. Allerdings führt die normale Verbrennung von Erdgas zu CO2-Emissionen.

Die alternative Lösung: Cracken von Methan in Wasserstoff und elementaren Kohlenstoff

Die Wissenschaftler des IASS und des KIT haben einen neuen Verfahrens-Ansatz untersucht, bei dem die Nutzung des Energiegehalts von Methan in Form von Wasserstoff ohne gleichzeitige Bildung von CO2 möglich ist. Anstelle der direkten Verbrennung von Methan (CH4) lassen sich seine molekularen Komponenten, Wasserstoff (H2) und Kohlenstoff (C) beim sogenannten „Cracken“ auftrennen. Diese Reaktion erfolgt bei Temperaturen deutlich über 750 Grad Celsius. Das erste Produkt ist Wasserstoff, ein Energieträger, der beispielsweise in Brennstoffzellen oder in wasserstoffbetriebenen Fahrzeugen eingesetzt werden kann. Als Nebenprodukt entsteht fester schwarzer elementarer Kohlenstoff, der als industrieller Rohstoff eingesetzt werden kann.

Kernpunkt: neuer Reaktor

Das Cracken von Methan ist keine neue Idee, allerdings kam es bei den bisherigen Versuchsanlagen immer wieder zu Verstopfungen, die Umwandlungsrate blieb entsprechend gering. Basierend auf den bisherigen Erkenntnissen haben IASS und KIT nun einen auf der Flüssigmetalltechnologie basierenden neuen Reaktor entwickelt.

„Während der zuletzt durchgeführten Versuche lief unser Reaktor ohne Unterbrechung über einen Zeitraum von zwei Wochen. Er erzeugte Wasserstoff mit einer Umwandlungsrate von bis zu 78 Prozent bei Temperaturen von 1.200 Grad Celsius. Dieser kontinuierliche Betrieb ist entscheidend für einen zukünftigen industriell einsetzbaren Reaktor“, betont Professor Thomas Wetzel, Leiter des Kalla-Labors am KIT. Professor Carlo Rubbia: „Unsere Versuchsergebnisse und alle ökologischen und wirtschaftlichen Analysen zeigen, dass das Cracken von Methan eine mögliche Option für den Umbau unseres Energiesystems ist“. So könne Erdgas genutzt, das Klima geschützt und die Einbindung des Energieträgers Wasserstoff in das Energiesystem erleichtert werden, so Rubbia.

Quelle: IWR Online

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