Klimaschonende Mobilität: Die Empa ist dabei
Synfuels (synthetisch hergestellte Treibstoffe) lassen sich in herkömmlichen Benzin-, Diesel- oder Gasfahrzeugen nutzen. Der Nachteil bei der Herstellung von Synfuels sind die hohen Umwandlungsverluste. Bei der Herstellung von Synfuels aus erneuerbarem Strom geht heute rund 50 Prozent der Primärenergie verloren. Diese Verluste können in Zukunft voraussichtlich auf 40 bis 45 Prozent gesenkt werden.
Elektromobile können heute schon mit Strom aus Sonnen- und Windkraftwerken fahren. In Zukunft werden auch andere Fahrzeuge Solar- und Windenergie nutzen können – indem sie diese in Form von Wasserstoff oder Methan tanken. Wie das geht, erfahren Interessierte seit August 2015 am Forschungsinstitut Empa in Dübendorf. Dort entwirft der Future Mobility-Demonstrator die Zukunftsvision einer nachhaltigen Treibstoffversorgung.
In dieser Empa-Halle in Dübendorf (ZH) empfängt der Future Mobility-Demonstrator seit August 2015 Forscherinnen und Forscher sowie die interessierte Öffentlichkeit. (Foto Empa)
Neues Reaktorkonzept für Methanisierung
Synthetische Energieträger sind kreislaufgerecht bezüglich CO2 und können erneuerbare Energie transportierbar und langfristig speicherbar machen. Künstlich hergestelltes Methan ist einer davon. Das Problem: Dessen Herstellung ist mit relativ hohen Energieverlusten verbunden; zudem machen bisherige Verfahren eine Aufreinigung des Methans erforderlich. Um das zu ändern, haben Empa-Forschende ein neues, optimiertes Reaktorkonzept für die Methanisierung entwickelt.
Robuster Reaktor für reines Methan
Künstlich erzeugtes Methan fällt unter diese Kategorie. «Synthetisches Gas bietet ein enormes Potenzial, wenn es aus atmosphärischem CO2 und erneuerbar erzeugtem Wasserstoff hergestellt wird», erklärt Christian Bach, Leiter der Empa-Abteilung Fahrzeugantriebssysteme. «Für die Wasserstofferzeugung benötigt man neben erneuerbarer Elektrizität aber auch viel Wasser. In unserem Mobilitätsdemonstrator «move» wollen wir deshalb neben dem CO2 auch das Wasser für die Wasserstoffherstellung mit Hilfe eines CO2-Kollektors des ETH-Spin-offs «Climeworks» direkt vor Ort aus der Atmosphäre gewinnen.» Solche Konzepte liessen sich dann künftig auch in Wüstenregionen ohne flüssige Wasservorräte umsetzen.
Die Herstellung von synthetischem Methan aus Wasserstoff und CO2 – die so genannte Methanisierung – hat allerdings ihre Tücken. Denn das in einem katalytischen Verfahren erzeugte Gas enthält bislang auch noch Wasserstoff, was eine direkte Einspeisung ins Gasnetz verunmöglicht. Die Empa-Forscher Florian Kiefer, Marin Nikolic, Andreas Borgschulte und Panayotis Dimopoulos Eggenschwiler haben deshalb ein neues Reaktorkonzept entwickelt, bei dem die Bildung von Wasserstoff auf der Produktseite unterbunden wird. Damit erzielen die Empa-Forschenden eine einfachere Prozessführung und eine bessere Eignung für den dynamischen Betrieb, also zum Beispiel für die Kopplung mit unstetig verfügbaren erneuerbaren Energien. Das Projekt wird durch den Kanton Zürich, Avenergy Suisse, Migros, Lidl Schweiz, Armasuisse, Swisspower sowie den ETH-Rat unterstützt.
Hightech: Die Erkenntnisse aus dem neuen Reaktorkonzept dienen als Basis für den Bau von Grossanlagen: Florian Kiefer, Projektverantwortlicher für die sorptionsverstärkte Methanisierung, neben der Versuchsanlage. (Foto Empa)
Weitere Informationen: empa.ch
