01.04.2019 31.05.2022
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Methanpyrolyse: Klimafreundlicher Wasserstoff aus Erdgas

Bei der Energiewende spielt Wasserstoff eine entscheidende Rolle. Weil bisherige Herstellungsverfahren den zukünftigen Bedarf nicht decken können, fördert das BMBF nun die Erforschung der Methanpyrolyse. Sie soll Erdgas in klimafreundlichen Wasserstoff umwandeln.

Wasserstoff ist der Energieträger der Zukunft: Bald schon soll er weltweit Autos zum Fahren bringen, Wohnungen beheizen, Energie zwischenspeichern und noch umfänglicher als heute der Chemieindustrie als Rohstoff dienen. Entsprechend wird der Wasserstoffbedarf in den kommenden Jahren stark steigen – zuletzt zeigte das eine Studie der Deutschen Energieagentur (dena). Das Problem: Bisherige Verfahren der Wasserstoffgewinnung reichen nicht aus, um die steigende Nachfrage zu decken. Zwar erzielen BMBF-geförderte Projekte immer neue Erfolge in der Power-to-X-Forschung, zusätzliche Wasserstoffquellen braucht es trotzdem.

Was ist Power-to-X?

Power-to-X-Verfahren wandeln Strom, Wasser und CO2 in andere Produkte um. Bei Power-to-Gas beispielsweise entstehen gasförmige Stoffe wie Wasserstoff oder Methan. Power-to-Chem produziert Chemikalien, die industriell weiterverarbeitet werden. Das Ergebnis von Power-to-fuel ist synthetischer Kraftstoff.

Eine dieser Quellen könnte die Methanpyrolyse sein. Durch sie lässt sich klimafreundlicher Wasserstoff aus Erdgas herstellen. Das Konzept der Gewinnung von Wasserstoff aus Erdgas ist nicht neu. Bisherige Verfahren sind allerdings alles andere als umweltfreundlich: Methan und Wasser wandeln sie unter Hitze in Wasserstoff und CO2 um. Weil das CO2 keinen Nutzen hat, wird es in die Atmosphäre abgegeben und verstärkt so den globalen Treibhauseffekt. Die Methanpyrolyse hingegen wandelt Methan in Wasserstoff und festen Kohlenstoff. Das Verfahren benötigt 87 Prozent weniger Energie als die Wasserelektrolyse – und belastet die Umwelt im Gegensatz zur herkömmlichen Dampfreformierung nicht mit CO2.

Bisher hat die Methanpyrolyse allerdings nur im Labor Anwendung gefunden. Um herauszufinden, ob das Verfahren auch im industriellen Maßstab gelingen kann, fördert das BMBF seine Erforschung mit 8,7 Millionen Euro. Ziel des neuen Forschungsvorhabens „Methanpyrolyse (Me2H2)" ist der Bau einer ersten Versuchsanlage, um den Dauerbetrieb zu testen.

Wie die Versuchsanlage funktionieren könnte, erforscht das Projekt anhand zweier unterschiedlicher Methoden, die in ersten Versuchen gute Ergebnisse lieferten. Damit die im Laufe des Projekts entstehenden Innovationen anschließend marktfähig sind, arbeiten darin Partner aus Wissenschaft und Industrie eng zusammen.

Unter der Projekt-Koordination des Chemiekonzerns BASF soll zusätzlich geklärt werden, wie der anfallende Kohlenstoff anschließend genutzt werden kann. Kohlenstoff – auch Grafit genannt – ließe sich zum Beispiel für die Produktion von Stahl, Batterien, Druckerpatronen oder Leichtbaustoffen weiterverwerten.

Die Förderung der Methanpyrolyse durch das BMBF ist Teil der neuen Nachhaltigkeitsstrategie des Ministeriums. So betonte Forschungsministerin Anja Karliczek Anfang Oktober, das BMBF wolle in den kommenden Jahren 300 Millionen Euro in die Erforschung grünen Wasserstoffs investieren. Bereits das im September 2018 beschossene 7. Energieforschungsprogramm der Bundesregierung legte einen Fokus auf die Wasserstoffproduktion.

Das Projekt

Verbundvorhaben: Methanpyrolyse (Me2H2)
Projektlaufzeit: 01.04.2019 bis 31.05.2022
Fördermittel: 8,7 Mio. Euro

Projektpartner:

  • BASF SE
  • Karlsruher Institut für Technologie KIT
  • Ruhr-Universität Bochum
  • ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
  • Technische Universität Dortmund
  • VDEh-Betriebsforschungsinstitut GmbH

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