Denkt man an fossiles Erdgas, ist die erste Assoziation für viele Menschen wohl kaum die eines klimaneutralen Energielieferanten. Doch das ändert sich nun: durch Methanpyrolyse. Das Verfahren an sich ist dabei kein neues Konzept – die Anwendung zur klimafreundlichen Wasserstoffproduktion ist aber sehr wohl ein innovativer und hochaktueller Ansatz.
Die Methanpyrolyse ist ein thermochemisches Verfahren, bei dem Methan (CH₄) bei hohen Temperaturen unter Ausschluss von Sauerstoff gespalten wird. Dabei entstehen Wasserstoff (H2) und fester Kohlenstoff (C). Der Wasserstoff ist als nachhaltiger Energieträger nutzbar, beispielsweise in der Industrie. Auch der Kohlenstoff bietet vielfältige Einsatzmöglichkeiten als wertvoller Rohstoff.
Forschung zur Methanpyrolyse an der Montanuniversität Leoben
Dipl.-Ing. Robert Obenaus-Emler und Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. Thomas Prohaska geben praxisnahe Einblicke in die Forschung zur Methanpyrolyse an der Montanuniversität Leoben. Die Methanpyrolyse weist insbesondere für die großtechnische Herstellung von emissionsarmem Wasserstoff für industrielle Anwendungen drei wesentliche Vorteile auf:
- Erstens erfordert sie im Vergleich zur Elektrolyse einen geringeren elektrischen Energiebedarf. Damit sind die Wasserstoff-Gestehungskosten deutlich niedriger.
- Zweitens kann die bestehende Infrastruktur für den Transport von Erdgas zum Pyrolyse-Standort genutzt werden.
- Drittens wird fester Kohlenstoff erzeugt, der für eine Vielzahl von Anwendungen geeignet ist.
Die Forschungen an der Montanuniversität befassen sich umfangreich mit der gesamten Prozesskette der Methanpyrolyse, der Skalierung verschiedener Methanpyrolysetechnologien in den Demonstrationsmaßstab und insbesondere mit der Verwendung des anfallenden festen Kohlenstoffs als Bodenhilfsstoff in der Landwirtschaft.
Potenziale von festem Kohlenstoff als Bodenhilfsstoff
Als Bodenhilfsstoff vereint Kohlenstoff mehrere Potentiale:
- Die Resilienz von Nutzpflanzen gegenüber Trockenstress kann sich erhöhen, da der Kohlenstoff die Wasserrückhaltekapazität und die Nährstoffspeicherung des Bodens verbessert.
- Er kann zur Kohlenstoffspeicherung beitragen, aufgrund seiner stabilen Form potenziell über Jahrhunderte hinweg.
- Er kann ähnlich wie Aktivkohle Schadstoffe binden und dadurch das Grundwasser schützen.
- Er kann zur Humusbildung beitragen.
Aktueller Entwicklungsstand
Derzeit lässt die technologische Reife der Methanpyrolyse noch keine industrielle Umsetzung im kommerziellen Maßstab zu. Die Wirtschaftlichkeit eines solchen Verfahrens ist daher mit Unsicherheiten behaftet, auch wenn verschiedene Analysen ein insgesamt positives Bild zeichnen. Dennoch stellt die Methanpyrolyse eine vielversprechende und vor allem emissionsfreie Produktionsweise von Wasserstoff dar, die es weiter auszubauen gilt.