16.12.2019

Speicherung von elektrischer Energie aus erneuerbaren Energiequellen

Das FFG-Leitprojekt HYDROMETHA hat die Kombination der noch relativ jungen Technologie der Hochtemperaturelektrolyse von Kohlendioxid und Wasser mit der katalytischen Methanisierung zum Ziel, um die Speicherung von elektrischer Energie aus fluktuierenden erneuerbaren Quellen mit hohem elektrischen Gesamtwirkungsgrad zu ermöglichen. Beim kürzlich stattgefundenen Mid-term Event des Projektes an der Montanuniversität Leoben wurden die neuesten Erkenntnisse ausgetauscht.

Die Teilnehmer beim Mid-term Event an der Montanuniversität Leoben

Auf Grund des immer höher werdenden Anteils von Strom aus stark schwankenden, regenerativen Energiequellen wie Wind- und Solarenergie ist ein dringender Bedarf zur Speicherung von großen Mengen an Überschussenergie gegeben. Da dies mit den heutigen Energiesystemen nur in sehr eingeschränktem Ausmaß möglich ist, bieten sich Power-to-Gas Verfahren an, mit welchen erneuerbarer Strom in Form von chemischen Energieträgern wie Wasserstoff oder Methan gespeichert und bei Bedarf wieder rückverstromt werden können. Auf diese Weise nachhaltig hergestelltes Methan besitzt eine Reihe von Vorteilen, da es in das bestehende Erdgasnetz gespeist, in gasbefeuerten Kraftwerken verstromt sowie in Erdgas-Fahrzeugen als Treibstoff verwendet werden kann.

Im Gegensatz zu konventionellen Power-to-Gas Systemen, welche auf der Elektrolyse von Wasser mit optional folgendem Methanisierungsprozess basieren, wird im Leitprojekt HydroMetha die Technologie der Ko-Elektrolyse von CO2 und H2O in Festoxidzellen (SOECs) mit der katalytischen Methanisierung verbunden und in Form einer Laboranlage realisiert. Untersucht werden dabei folgende Szenarien:

  • Hocheffiziente CO 2-Senkung durch Umwandlung von CO 2 und H 2O in H 2 und CO in der entwickelten
  • Festoxidzelle mit einem Wirkungsgrad von über 90 Prozent
  • Betrieb der Methanisierung mit variablen Durchsätzen von 20 bis 120 Prozent
  •  Essentiell verbessertes Wärmemanagement und damit eine Reduzierung der Wärmeverluste um über 50 Prozent
  • Steigerung des elektrischen Gesamtwirkungsgrades des Ko-SOEC Systems mit Methanisierung um über 30 Prozent

Beteiligung der Montanuniversität Leoben

Von Seiten der Montanuniversität Leoben sind an dem Projekt der Lehrstuhl für Physikalische Chemie und der Lehrstuhl für Verfahrenstechnik des industriellen Umweltschutzes beteiligt. Die Projektleitung hat die AVL List GmbH übernommen. Während der Lehrstuhl für Physikalische Chemie die Entwicklung von leistungsstarken und langzeitstabilen Hochtemperaturelektrolysezellen zum Ziel hat, widmet sich der Lehrstuhl für Verfahrenstechnik des industriellen Umweltschutzes der Optimierung der Betriebsweise der Methanisierung. Weitere Projektpartner sind das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS), das Energieinstitut an der JKU Linz und die Prozess Optimal CAP GmbH. Das Projekt ist auf 4 Jahre ausgelegt und besitzt ein Projektvolumen von 4,5 Millionen Euro.

Zusätzlich konnten assoziierte österreichische Industriepartner wie die OMV, RAG, EVN, voestalpine und K1-MET gewonnen werden, welche auch bei der Definition der Anforderungen an das HydroMetha-System mitgewirkt haben. Im Falle eines positiven Projektabschlusses ist auch eine Beteiligung der Industriepartner am Aufbau einer größeren Pilotanlage geplant.

Im Rahmen des Mid-term Event des Projektes konnte den Gästen von verschiedenen Industrie-, und Energieversorgungsunternehmen ein Überblick über erste Ergebnisse des Projektes gegeben und ein Ausblick auf die weiteren Arbeiten präsentiert werden.

Weitere Informationen:
Univ.-Prof. Dr. Werner Sitte
Montanuniversität Leoben, Lehrstuhl für Physikalische Chemie
Tel.: 03842/402-4800
E-Mail: sitte(at)unileoben.ac.at

Univ.-Prof. Dr. Markus Lehner
Montanuniversität Leoben, Lehrstuhl für Verfahrenstechnik des industriellen Umweltschutzes
Tel.: 03842/402-5000
E-Mail: Markus.Lehner(at)unileoben.ac.at