Aktuell / 08.03.2013

CO2RRECT: Strom speichern und dabei CO2 binden

Die Elektrolyse über eine protonenleitende Membran (PEM) eignen sich für hohe Stromdichten. Sie können innerhalb von Millisekunden auf die großen Sprünge bei der Stromproduktion von Wind- und Solaranlagen reagieren. Die Aufnahme zeigt Details eines Elektrolyse-PEM-Stacks. Bild: Siemens

Eine Methode die Emissionen von Kohlendioxid aus Kraftwerken zu senken, ist die CO2-Abtrennung und anschließende Weiterverwendung. Bei einem Projekt schlagen Forscher nun zwei Fliegen mit einer Klappe: Sie verwenden das klimaschädliche Gas für die Herstellung von Methan oder Methanol. Dies sind begehrte Grundstoffe für die chemische Industrie. Dabei nutzen sie überschüssigen Strom aus erneuerbaren Energien.

 

Im Innovationszentrum Kohle von RWE am Kraftwerk Niederaußem wurde im März 2013 eine neue Testanlage für das „Power-to-Gas“-Verfahren in Betrieb genommen. Übersteigt das Stromangebot aus erneuerbaren Energien die Nachfrage, soll dieser Überschuss gespeichert werden. Dazu testen die Projektpartner ein Elektrolyseverfahren. Mit dieser Technik wird Energie in Wasserstoff gespeichert. Die Energie lässt sich bei Bedarf später wieder verstromen.

 

In einem ergänzenden Vorhaben wird der Wasserstoff aus der Elektrolyse mit der Verwertung von CO2 verbunden. Das Gas stammt aus der CO2-Wäsche des Braunkohlekraftwerks Niederaußem. In Verbindung mit Wasserstoff wird aus dem Abfallprodukt CO2 des Kraftwerks ein chemischer Grundstoff.

Dieser Prototyp einer Elektrolyse Anlage produziert pro Stunde zwischen zwei und sechs Kilogramm Wasserstoff. Ein solcher Container mit 0,3 Megawatt Spitzenleistung wurde im März 2013 im Innovationszentrum Kohle von RWE am Kraftwerksstandort Niederaußem in Betrieb genommen. Bild: Siemens

Aus klimaschädlichem CO2 wird ein chemischer Grundstoff

In einem Katalysator-Teststand reagiert der Wasserstoff mit CO2. Dadurch entsteht Methanol. Dies ist ein Grundstoff für die chemische Industrie. „Die Infrastruktur zur Weiterverarbeitung von Methanol besteht. „Die Infrastruktur zur industriellen Weiterverarbeitung von Methanol besteht bereits. Es gibt einen großen Weltmarkt für diesen chemischen Grundstoff“, erläutert Dr. Reinhold Elsen, Leiter des Bereiches Forschung und Entwicklung bei RWE Power.

 

Daneben wird in der Testanlage aus Wasserstoff und CO2 auch Methan hergestellt. Methan ist ein Hauptbestandteil von Erdgas. Daher kann es im bestehenden Erdgasnetz gespeichert und bei Bedarf verstromt werden. Damit wird ein weiterer Schritt der „Power-to-Gas“-Prozesskette unter realen Bedingungen erprobt. „Diese Nutzung von CO2 kann uns bei der Reduktion der CO2-Emissionen von Kraftwerken helfen. Vor allem die zukünftigen energiepolitischen Rahmenbedingungen und die Wettbewerbsfähigkeit des so erzeugten Methans und Methanols werden die Entwicklung dieser Technologien maßgeblich beeinflussen“, schätzt Elsen die Perspektiven für die Technik ein.

 

Die Forscher testen, ob derzeit verfügbare Katalysatoren für die chemische Reaktion mit CO2 aus Kraftwerken geeignet sind. Die Anlage soll Ende Januar 2013 ihren Betrieb aufnehmen. Im Teststand werden dann stündlich bis zu fünf Normkubikmeter Wasserstoff und bis zu einem Normkubikmeter CO2 eingesetzt. Der Versuchsbetrieb soll rund ein Jahr laufen.