Wissenswertes zum Thema Wasserstoff und Brennstoffzellen
1 Einleitung: Rettet Wasserstoff das Klima?
2 Energieversorgung von der Steinzeit bis heute
- 2 Energieversorgung von der Steinzeit bis heute
- 2.1 Der Energiebedarf wächst
- 2.2 Heutige Energiequellen
- 2.3 Grenzen der heutigen Energieversorgung
- 2.4 Ausweg Atomenergie?
- 2.5 Das richtige Timing: Speicher und Lastmanagement
- 2.6 Zukunftsszenarien für die Energiewende
- 2.7 Der Beginn der solaren Wasserstoffwirtschaft
- 2.8 Die Nationale Wasserstoffstrategie
3 Wasserstoff und seine Eigenschaften
4 Gewinnung von Wasserstoff
- 4 Gewinnung von Wasserstoff
- 4.1 Zukünftiger Wasserstoffbedarf
- 4.2 Herstellungsprozesse im Überblick
- 4.2.1 Die Elektrolyse: Hoffnungsträger für grünen Wasserstoff
- 4.2.1.1 Die Elektrolyse: Hoffnungsträger für grünen Wasserstoff
- 4.2.2 Reformierung von Kohlenwasserstoffen
- 4.2.2.1 Dampfreformer
- 4.2.2.2 Partielle Oxidation
- 4.2.2.3 Autothermer Reformer
- 4.2.3 Pyrolytische Prozesse auf Basis fester Kohlenwasserstoffe
- 4.2.4 Methanpyrolyse: Ein Traum in türkis
- 4.2.5 Kværner-Verfahren
- 4.2.6 Mikrobiologische Herstellung: Von Natur aus grün
- 4.2.7 Dissoziation: Wasserstoff aus dem Solarturm
- 4.2.8 Methanhydrat: Wasserstoff aus der Tiefsee?
- 4.3 Reinigung
- 4.4 Herstellungskosten
5 Speicherung von Wasserstoff
6 Transporte
7 Tankstellen-Infrastruktur
9 Brennstoffzelle
10 Einsatzgebiete
11 Wasserstoffmotor
12 Wasserstoff für die Industrie
13 Katalytischer Brenner
14 Kosten der Wasserstofftechnologien
15 Fazit und Ausblick
16 Anhang
17 Literatur
Teil 5.8 | Gasnetzeinspeisung per Methanisierung
Eine andere Möglichkeit, Wasserstoff in das Erdgasnetz einzuspeisen, ist die vorherige Methanisierung. Eine derartige Umwandlung von Wasserstoff in sogenanntes Synthetic Natural Gas (SNG) vereinfacht die Einspeisung in das Erdgasnetz, da auch Erdgas weitgehend aus Methan besteht.
Die CO2-Methanisierung (s. Gl. 3) kann als Kombination der Wassergas-Shift-Reaktion (Gl. 1) und der CO-Methanisierung (Gl. 2) betrachtet werden, so dass letztlich Kohlendioxid und Wasserstoff gemeinsam zu Methan und Wasserdampf reagieren. Die Reaktion ist stark exotherm, wobei die Einzelreaktionen heterogen durch einen festen Katalysator (z. B. mit Nickel oder Ruthenium als Aktivkomponente) unterstützt werden.
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Wassergas-Shift-Reaktion: CO + H2O → H2 + CO2 |
ΔRH0 = -41 kJ/mol | Gl. 1 |
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CO-Methanisierung: CO + 3 H2 → CH4 + H2O |
ΔRH0 = -206 kJ/mol | Gl. 2 |
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CO2-Methanisierung: CO2 + 4 H2 → CH4 + 2 H2O |
ΔRH0 = -165 kJ/mol | Gl. 3 |
In den letzten Jahren hat sich auch im Bereich der Methanisierung viel bewegt. Anfang 2019 ging im Rahmen des Forschungsprojekts Store & Go in Falkenhagen in Brandenburg eine Methanisierungsanlage in Betrieb, die bis zu 1.400 m3 Methan täglich produzierte. Eingesetzt wurde dabei Wasserstoff aus regenerativen Energien und CO2 aus einer Bioethanolanlage. An der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus-Senftenberg (BTU) werden dagegen Mikroorganismen eingesetzt, die Wasserstoff und CO2 unter Luftabschluss zu Methan umwandeln. Forscher sind einen baldigen Einsatz betreffend optimistisch: Die Wasserstoffkonzentration ist hoch, und die Mikroorganismen reagieren flexibel auf Schwankungen im Prozess.
