Mit dem so genannten Sabatier-Prozess lässt sich durch die Reaktion von Kohlendioxid mit Wasserstoff Methan gewinnen. Dabei unterstützt ein Katalysator. Als Abfallprodukt entsteht Wasser. Wird der Wasserstoff mit Solar- oder Windstrom hergestellt, ist das Methan klimaneutral. Nach Angaben des Schweizer Forschungsinstituts Empa wird mit dem erzeugten Methan bei dem katalytischen Verfahren aber auch eine geringe Menge an Wasserstoff freigesetzt. Das macht eine Aufreinigung des Methans nötig, wenn es in das Gasnetz eingespeist werden soll.
Die Empa-Forscher haben nun ein Verfahren entwickelt, das diesen Schritt unnötig machen soll, da die Bildung von Wasserstoff unterbunden wird. Die Wissenschaftler sprechen dabei von einer sorptionsverstärkten Methanisierung. Die Idee dahinter: Das bei der Reaktion entstehende Wasser wird während des Methanisierungsprozesses auf einem porösen Katalysatorträger adsorbiert. Dieser kontinuierliche Wasserentzug führt dazu, dass als Produkt lediglich Methan anfällt – in reiner Form. Als Katalysatorträger wie als Adsorbtionsmaterial kommen Zeolith-Pellets zum Einsatz.
Um das von den Pellets aufgesogene Wasser wieder aus dem Festbettreaktor zu entfernen, wird die Zufuhr von CO2 gestoppt und der Reaktor zum Trocknen mit Wasserstoff gespült. Dann kann der Vorgang von vorne beginnen. „Dieser Prozess ist flexibler und stabiler als bisherige Verfahren, hat aber auch ein gewisses Potential für Energieeinsparungen, da wir bei tieferem Reaktordruck fahren und auf eine Wasserstoffabtrennung und Rückführung verzichten können“, sagt der projektverantwortliche Empa-Forscher Florian Kiefer. Eine genaue Beurteilung der Energieeffizienz sei jedoch erst nach Fertigstellung des Demonstrators möglich.
Kiefer und seine Kollegen haben an dem neuen Reaktorkonzept mit Zeolith-Pellets drei Jahre lang geforscht. Mit im Fokus stand dabei das „Upscaling“ des Verfahrens – also die Frage, wie dieses Verfahren für Großanlagen umgesetzt werden kann. Dazu hat die Empa mit verschiedenen Industriepartnern zusammengearbeitet. Entscheidend für die Reaktorauslegung und Prozessplanung ist dabei vor allem die Regenerationszeit, also die für die Trocknung des Reaktors benötigte Zeit. Um eine kontinuierliche Methanproduktion zu gewährleisten, müssen deshalb mindestens zwei Reaktoren abwechselnd arbeiten. Für die Trocknung der Reaktoren ist zudem ein geeignetes Wärmemanagement zentral, entweder durch die Ableitung der Wärme aus dem Reaktor oder durch die interne Speicherung von Wärme im Katalysatorbett. In diesem Bereich hat Kiefers Team ein Patent angemeldet.
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„Wird der Wasserstoff mit Solar- oder Windstrom hergestellt, ist das Methan klimaneutral.“
Autsch, bitte noch einmal recherchieren. Klimaneutral könnte etwas sein, was keinen Kohlenstoff emittiert. Methanverarbeitung ist aufgrund der Methanemission alleine niemals klimaneutral.
Aber der springende Punkt ist: Wo kommt der Kohlenstoff eigentlich her? Wenn dieser aus fossilen Brennstoffen gewonnen wird oder bei deren Verbrennung abgeschieden wird, dann heißt das, dass wir den benötigten Kohlenstoff aus seinen Lagerstätten eigens dafür abbauen. Wie bitte soll das klimaneutral sein?
Solcherlei Statements können sehr leicht als „greenwashing“ verstanden werden.