Methanisierung: CO2 nutzen statt endlagern

Die Abscheidung und dauerhafte Speicherung von Kohlendioxid (carbon dioxid capture and storage, CCS) ist eine Möglichkeit, den anthropogenen Klimawandel zu begrenzen. Die finanziellen und technischen Herausforderungen für CCS im großen Maßstab sind jedoch beträchtlich. Neben CCS müssen daher auch andere Möglichkeiten berücksichtigt werden, um den CO2-Gehalt in der Atmosphäre zu begrenzen. Die Methanisierung von CO2 ist eine interessante Möglichkeit, das klimarelevante Gas zumindest einem zusätzlichen Nutzungskreislauf zuzuführen.

Erdgas wird in unserem Energiesystem vielfältig eingesetzt. Es wird in der Stromerzeugung, im Verkehrssektor und im Wärmesektor genutzt. Es handelt sich in diesem Sinne um einen sehr wertvollen Energieträger. Die genaue chemische Zusammensetzung von Erdgas variiert je nach Lagerstätte. Hauptbestandteil ist jedoch stets Methan. Gelingt es, Methan technisch herzustellen, kann synthetisches Erdgas zur Verfügung gestellt werden, das ebenso vielfältig im Energiesystem eingesetzt werden kann wie Erdgas. Eine Möglichkeit, Methan herzustellen, ist die Methanisierung von Kohlendioxid oder Kohlenmonoxid und Wasserstoff. Im Folgenden wollen wir uns insbesondere auf die Herstellung von Methan aus CO2 und H2 konzentrieren. Die Methanisierung von Kohlendioxid und Wasserstoff läuft über den sogenannten Sabatier-Prozess als exotherme Reaktion unter Anwesenheit eines Katalysators und unter hohen Temperaturen ab. Die Reaktionsgleichung lautet:
 
CO2 + 4H2 -> CH4 + 2H2O.
 
Der benötigte Wasserstoff kann etwa unter Aufwendung von elektrischer Energie durch die elektrolytische Spaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff bereitgestellt werden. Wird die dafür aufzuwendende elektrische Energie z. B. als Überschussstrom aus Windkraft- oder PV-Anlagen bezogen, der in der Zukunft häufiger verfügbar sein wird, kann das erzeugte Methan als chemischer Speicher eine wichtige Ausgleichsfunktion im Energiesystem spielen. Es kann dazu genutzt werden, Angebotsschwankungen von Energie aus fluktuierenden erneuerbaren Quellen auch über lange Zeiträume auszugleichen.



Copyright: © wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH
Quelle: Heft 03 - 2013 (März 2013)
Seiten: 5
Preis inkl. MwSt.: € 4,00
Autor: Prof. Dr. Jürgen Schmid
Dr. Matthias Günther

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