Wasserstoff aus Erdgas ohne CO₂-Emissionen

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.

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 direkte thermische Spaltung von Methan und anderen
Kohlenwasserstoffen bietet eine Möglichkeit, um Wasserstoff aus Erdgas
herzustellen – und zwar ohne direkte CO₂-Emissionen“, erklärt Professor
Thomas Wetzel vom Institut für Verfahrenstechnik des KIT. Seine
Forschungsgruppe 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 in den nächsten drei
Jahren nun die Grundlagen für einen künftigen industriellen Einsatz der
Methanpyrolyse schaffen. „Es gibt weltweit große Mengen Erdgas und es gibt
die Möglichkeit, dieses Erdgas klimaneutral nutzbar zu machen. Wie wir das
technisch effizient umsetzen und später auch für große Gasmengen einsetzen
können: Das wollen wir in unserem Forschungsprojekt nun untersuchen“, sagt
Wetzel. „Wir freuen uns auf die Zusammenarbeit und sind überzeugt, dass
wir gemeinsam einen wichtigen Beitrag für eine zukunftsfähige
Energieversorgung leisten können.“ Hugo Dijkgraaf, Vorstandsmitglied und
Chief Technology Officer von Wintershall Dea sagt: „Die Perspektiven, die
wir in unserer Kooperation mit dem KIT etablieren, zeigen: Erdgas kann
Zukunft. Schon heute ist Erdgas der sauberste konventionelle
Energieträger. Aber Erdgas kann künftig noch klimafreundlicher werden:
indem wir das CO₂ abspalten und aus Erdgas Wasserstoff gewinnen.“

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. „Bei der
Zukunftswerkstatt und beim Innovationspreis der Deutschen Gaswirtschaft
bekommen zukunftsweisende Gastechnologien eine Bühne“, sagt Dr. Timm
Kehler, Vorstand der Brancheninitiative Zukunft ERDGAS. Dass KIT und
Wintershall Dea nun ein gemeinsames Projekt starten, um dekarbonisiertes
Erdgas auf den Markt zu bringen begrüße er sehr: „Wir brauchen grünes Gas
und solche zukunftsgerichteten Partnerschaften, um die Herausforderungen
des Klimawandels zügig zu meistern“, so Kehler. 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.

Als „Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft“ schafft und
vermittelt das KIT Wissen für Gesellschaft und Umwelt. Ziel ist es, zu den
globalen Herausforderungen maßgebliche Beiträge in den Feldern Energie,
Mobilität und Information zu leisten. Dazu arbeiten rund 9 300
Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter auf einer breiten disziplinären Basis in
Natur-, Ingenieur-, Wirtschafts- sowie Geistes- und Sozialwissenschaften
zusammen. Seine 25 100 Studierenden bereitet das KIT durch ein
forschungsorientiertes universitäres Studium auf verantwortungsvolle
Aufgaben in Gesellschaft, Wirtschaft und Wissenschaft vor. Die
Innovationstätigkeit am KIT schlägt die Brücke zwischen Erkenntnis und
Anwendung zum gesellschaftlichen Nutzen, wirtschaftlichen Wohlstand und
Erhalt unserer natürlichen Lebensgrundlagen.