Wasserstoff aus Erdgas ohne CO2-Emissionen

Ziele

Im hier vorgestellten Projekt wird ein Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff durch direkte Pyrolyse von Methan bzw. Erdgas in einem Flüssigmetall befüllten Blasensäulenreaktor untersucht und weiterentwickelt.

Durch Methanpyrolyse lässt sich fossiles Erdgas zukünftig klimafreundlich nutzen: Methan wird dabei in gasförmigen Wasserstoff und festen Kohlenstoff gespalten, der einen wertvollen Grundstoff für verschiedene Industriezweige darstellt und darüber hinaus sicher gelagert werden kann. Dies kann ein wichtiger Baustein für eine künftig klimaneutrale Energieversorgung sein. Forscherinnen und Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben hierfür ein besonders effizientes Verfahren entwickelt. Gemeinsam mit dem Industriepartner Wintershall Dea wird es nun für den Einsatz im industriellen Maßstab weiterentwickelt.


Abbildung 1: Die Methanpyrolyse mittels Blasensäulenreaktor ermöglicht eine klimafreundliche Nutzung von fossilem Erdgas. (Infografik: Leon Kühner, KIT)

Wasserstoff gilt in der Energiedebatte zunehmend als Schlüssel für das Gelingen der Energiewende. Experten der International Energy Agency IEA haben errechnet, dass schon eine Beimischung von 20 Prozent Wasserstoff im europäischen Gasnetz die CO2-Emissionen um 60 Millionen Tonnen pro Jahr reduzieren. Das ist so viel, wie Dänemark in einem ganzen Jahr ausstößt. Die Forschungsgruppe Methanpyrolyse am KIT entwickelte dafür zusammen mit dem Institute for Advanced Sustainability Studies e. V. in Potsdam ein Verfahren, bei dem Methan in einem mit Flüssigmetall befüllten Blasensäulenreaktor kontinuierlich in seine Bestandteile zerlegt wird: in Wasserstoff und festen Kohlenstoff. Der Kohlenstoff kann als Reinstoff in fester Form sicher gelagert und in vielen industriellen Bereichen genutzt werden. Der Wasserstoff wiederum lässt sich als sauberer Energieträger im Strom-, Wärme- und Mobilitätsbereich nutzen oder in industriellen Prozessen einsetzen, beispielsweise bei der Herstellung von Stahl.

Forschungskooperation mit Wintershall Dea

In einem gemeinsamen, zunächst auf drei Jahre angelegten Projekt wollen das KIT und der Industriepartner Wintershall Dea nun die Grundlagen für einen künftigen industriellen Einsatz der Methanpyrolyse schaffen. Das gemeinsame Forschungsprojekt strebt die klimaneutrale Nutzung von weltweit in enormen Mengen vorhandenen Erdgases an. Die technisch effiziente Umsetzung Optimierung für große Gasmengen sind Kern dieses Forschungsprojekts.

Preisgekrönte Forschung zur Methanpyrolyse

Die Forschung von KIT und dem Institute for Advanced Sustainability Studies e. V. zur Methanpyrolyse wurde 2018 mit dem Innovationspreis der Deutschen Gaswirtschaft ausgezeichnet und gewann außerdem den Publikumspreis bei der Zukunftswerkstatt ERDGAS 2018, den die Brancheninitiative Zukunft ERDGAS ausgerichtet hat. Zukunft ERDGAS ist gemeinsam mit anderen Branchenverbänden ebenfalls Träger des Innovationspreises. Beide Veranstaltungen werden von Wintershall Dea unterstützt.

Über Wintershall Dea

Mit dem Zusammenschluss von Wintershall Holding GmbH und DEA Deutsche Erdoel AG bilden zwei erfolgreiche Firmen mit langer Tradition das führende unabhängige Erdgas- und Erdölunternehmen Europas: Wintershall Dea. Das Unternehmen mit deutschen Wurzeln und Sitz in Kassel und Hamburg sucht und fördert weltweit in 13 Ländern Gas und Öl auf effiziente und verantwortliche Art und Weise. Mit Aktivitäten in Europa, Russland, Lateinamerika und der MENA-Region (Middle East & North Africa) verfügt Wintershall Dea über ein weltweites Upstream-Portfolio und ist mit Beteiligungen im Erdgastransport zudem im Midstream-Geschäft aktiv.

Wintershall Dea steht für mehr als 120 Jahre Erfahrung als Betriebsführer und Projektpartner entlang der gesamten E&P-Wertschöpfungskette. Das Unternehmen beschäftigt weltweit rund 4.000 Mitarbeiter aus über 60 Nationen. Die durchschnittliche Tagesproduktion im Jahr 2018 von rund 590.000 Barrel Öläquivalent will das Unternehmen bis 2023 auf rund 750.000 Barrel steigern.