{"id":294015,"date":"2021-06-09T17:00:00","date_gmt":"2021-06-09T15:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?p=294015"},"modified":"2021-06-09T17:00:00","modified_gmt":"2021-06-09T15:00:00","slug":"solar-treibstoff-als-loesung-zum-erreichen-des-klimaziels","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/solar-treibstoff-als-loesung-zum-erreichen-des-klimaziels\/","title":{"rendered":"Solar-Treibstoff als L\u00f6sung zum Erreichen des Klimaziels?"},"content":{"rendered":"\n

Laut einer Statistik des Herstellerverbandes ACEA<\/a> fahren mehr als 250 Millionen PKWs auf europ\u00e4ischen Stra\u00dfen, davon rund 84 Millionen alleine in Deutschland. Und w\u00e4hrend besonders in Deutschland immer mehr an der Benzinpreisschraube gedreht wird, um der Luftverschmutzung den Kampf anzusagen, haben Mobilit\u00e4tsanalysen gezeigt, dass unsere Autos gar nicht der Hauptverursacher sind. F\u00fcr den gr\u00f6\u00dften Teil aller gefahrenen Kilometer ist n\u00e4mlich nur ein kleiner Anteil aller Fahrzeuge verantwortlich: Der Schwerverkehr und Viel- und Langstreckenfahrer, die ihre G\u00fcter quer durch ganz Europa transportieren. Das hei\u00dft, dass man da ansetzen m\u00fcsste, diese Fahrzeuge nicht mehr mit fossilen Energien anzutreiben, will man die CO2-Emissionen verringern. Die L\u00f6sung k\u00f6nnten synthetische Treibstoffe aus \u00fcbersch\u00fcssiger erneuerbarer Elektrizit\u00e4t sein.<\/p>\n\n\n\n

Forscher der Eidgen\u00f6ssischen Materialpr\u00fcfungs- und Forschungsanstalt Empa<\/a> untersuchen im Rahmen des Mobilit\u00e4tsdemonstrators “move” mit der Elektromobilit\u00e4t, der Wasserstoffmobilit\u00e4t und synthetischen Treibstoffen drei technologische M\u00f6glichkeiten, den Stra\u00dfenverkehr sauberer zu machen. “Alle diese Konzepte haben energetische, betriebliche und wirtschaftliche Vor- und Nachteile. Um sie richtig einzusetzen, braucht es ein vertieftes Verst\u00e4ndnis des Gesamtsystems”, sagt Christian Bach, Leiter der Empa-Abteilung Fahrzeugantriebssysteme. “Gemeinsam mit den ‘move’-Partnern erarbeiten wir dazu umsetzbares Wissen.”<\/p>\n\n\n\n

Synfuel und Syngas<\/h3>\n\n\n\n

Beim neuesten Projekt geht es um die sogenannte Methanisierung, die Herstellung von synthetischem Methan aus Wasserstoff und CO2 mit erneuerbarer Energie \u2013 Synfuel oder Syngas. Sie k\u00f6nnten \u00fcber die herk\u00f6mmlichen Wege transportiert und durch die vorhandene Infrastruktur zur Verf\u00fcgung gestellt werden, betonen die Wissenschaftler. Das sei nicht nur f\u00fcr Schweiz, sondern auch f\u00fcr den Rest der Welt interessant, “weil sich damit ein enormes Potenzial f\u00fcr erneuerbare Energie erschlie\u00dft”.<\/p>\n\n\n\n

Hierf\u00fcr wollen die Forscher der Empa die sogenannte sorptionsverst\u00e4rkte Methanisierung einsetzen, eine Weiterentwicklung der mehr als 100 Jahre alten Sabatier-Reaktion. Durch dieses neuartige verfahrenstechnische Konzept wollen sie sowohl den Prozess der Methanisierung vereinfachen als auch “einen h\u00f6heren Wirkungsgrad und eine bessere Eignung f\u00fcr den dynamischen Betrieb” erreichen.<\/p>\n\n\n\n

Kein Zwischenschritt mehr n\u00f6tig<\/h3>\n\n\n\n

Bei der Methanisierung wird aus Kohlendioxid (CO2) und Wasserstoff (H2) mittels katalytischer Umwandlung Methan (CH4) und Wasser (H2O) erzeugt. Normalerweise sind aber mehrere Methanisierungsstufen mit Kondensationsbereichen dazwischen n\u00f6tig, um das Wasser abzuscheiden. Au\u00dferdem wird dabei durch die hohen Temperaturen ein Teil des entstandenen Wassers durch die Wassergas-Shift-Reaktion wieder in Wasserstoff zur\u00fcckgewandelt. Das Ergebnis ist, dass in dem gasf\u00f6rmigen Produkt der Methanisierungsreaktion immer noch etwas Wasserstoff vorhanden ist und es somit nicht direkt ins Gasnetz eingespeist werden kann. Dazu muss zuerst der Wasserstoff wieder abgetrennt werden.<\/p>\n\n\n\n

Bei der neuartigen sorptionsverst\u00e4rkten Methanisierung im “move” wird das Reaktionswasser dagegen gleich w\u00e4hrend des Methanisierungsprozesses auf einem por\u00f6sen Katalysatortr\u00e4ger adsorbiert, was eine nahezu 100-prozentige Methanausbeute zur Folge hat. “Das gasf\u00f6rmige Produkt kann also ohne zus\u00e4tzliche Reinigung direkt ins Gasnetz eingespeist und zum Beispiel f\u00fcr das Betanken von Gasfahrzeugen genutzt werden”, erkl\u00e4rt Bach.<\/p>\n\n\n\n

CO2 und Wasser aus der Umgebungsluft<\/h3>\n\n\n\n

Das f\u00fcr die Methanisierung n\u00f6tige CO2 und auch das Wasser f\u00fcr die Herstellung des Wasserstoffs kommen direkt aus der Umgebungsluft, aus der sie mit einem CO2-Kollektor des ETH-Spin-offs Climeworks ansaugt werden. Dabei bleiben die CO2-Molek\u00fcle am Filtermaterial h\u00e4ngen und werden dann mit ca. 100 Grad C hei\u00dfer Luft wieder abgel\u00f6st. Allerdings k\u00f6nne dieser Prozess noch optimiert werden, gesteht Bach. “Die Wasserstofferzeugung wie auch die Methanisierung generieren kontinuierlich Abw\u00e4rme. \u00dcber ein geschicktes W\u00e4rmemanagement wollen wir den W\u00e4rmebedarf des CO2-Kollektors zu einem m\u00f6glichst gro\u00dfen Teil mit dieser Abw\u00e4rme decken.” Die Anlage entzieht der Luft aber nicht nur CO2 sondern auch Wasser. Dieses wird \u00fcber eine Kondensatleitung f\u00fcr die Wasserstoffherstellung in der Elektrolyseanlage verwendet, was die Anlage auch f\u00fcr einen Einsatz in Gegenden ohne Wasser wie in W\u00fcsten tauglich macht.<\/p>\n\n\n\n

Ziel der Forschung sind aber nicht nur neue Erkenntnisse \u00fcber die technischen und energetischen Aspekte, die Wissenschaftler wollen auch Fragen bez\u00fcglich der Wirtschaftlichkeit von synthetischem Methan kl\u00e4ren. “Um diese gesamtheitliche Perspektive sicherzustellen, besteht das Projektkonsortium aus Partnern, die die ganze Wertsch\u00f6pfungskette abdecken \u2013 von Forschenden der Empa \u00fcber Energieversorger, Tankstellen- und Fuhrparkbetreibern bis hin zu Industriepartnern im Technologie- und Anlagenbereich”, sagt Brigitte Buchmann, Direktionsmitglied der Empa und strategische Leiterin von “move”. Die Anlage soll Mitte aufgebaut werden und 2022 in Betrieb gehen. Dann soll das erste Fahrzeug betankt werden. “Mit Methan aus Sonnenenergie”, so Buchmann.<\/p>\n\n\n\n

Das Projekt wird durch den Kanton Z\u00fcrich, den ETH-Rat, Avenergy Suisse, Migros, Lidl Schweiz, Glattwerk, Armasuisse und Swisspower unterst\u00fctzt.<\/p>\n\n\n\n

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