Mittels Power-to-Gas Verfahren kann erneuerbare elektrische Energie in Form von chemischen Energieträgern, typischerweise Wasserstoff oder Methan, gespeichert werden. Diese können als CO2-neutraler Brennstoff verwendet oder bei Bedarf wieder rückverstromt werden. Ein wesentlicher Vorteil von Methan liegt u.a. in der bereits großflächig verfügbaren Infrastruktur, da Methan ohne Einschränkungen in das bestehende Erdgasnetz gespeist werden kann.
Während konventionelle Power-to-Gas Systeme auf der Elektrolyse von Wasser mit optional folgendem Methanisierungsschritt basieren, war es das Ziel des Leitprojektes HydroMetha, die relativ junge Technologie der Co-Elektrolyse von CO2 und H2O in Festoxidzellen (SOECs) mit der katalytischen Methanisierung zu verbinden.
Im Einzelnen sollten die beiden Kerntechnologien Co-Elektrolyse und Methanisierung in einem 10 kWel Gesamtsystem als Funktionsträger gekoppelt und experimentell auf Systemebene am Prüfstand mit folgenden Zielen validiert werden:
- Hocheffiziente CO2-Senke durch Umwandlung von CO2 und H2O in H2 und CO in der entwickelten Festoxidzelle mit einem Wirkungsgrad von 90% und einer Erhöhung der Leistungsdichte gegenüber dem Stand der Technik um über 100%
- Dynamischer Betrieb der Methanisierung im Lastbereich von 20 bis 120%
- Essentiell verbessertes Wärmemanagement im Vergleich zu Systemen ohne Co-SOEC und damit eine Reduzierung der Wärmeverluste um über 50%
- Steigerung des elektrischen Gesamtwirkungsgrades des Co-SOEC Systems mit Methanisierung, verglichen mit Niedertemperatur-PEM-Elektrolyseuren um über 30%
Beteiligung der Montanuniversität Leoben
An dem Projekt HydroMetha waren von Seiten der Montanuniversität Leoben der Lehrstuhl für Physikalische Chemie und der Lehrstuhl für Verfahrenstechnik des industriellen Umweltschutzes beteiligt. Die Projektleitung lag bei der AVL List GmbH, die Laufzeit war 5 Jahre und das Projektvolumen 4,5 Mio €. Während der Schwerpunkt der Tätigkeit des Lehrstuhls für Physikalische Chemie im Bereich der Entwicklung der Hochtemperaturelektrolysezellen und deren elektrochemischen Eigenschaften lag, widmete sich der Lehrstuhl für Verfahrenstechnik des industriellen Umweltschutzes der Optimierung der Betriebsweise der Methanisierung.
Beim Stakeholder Workshop wurden die Ergebnisse des Projektes in Impulsvorträgen präsentiert und die Entwicklung der Co-Elektrolyse am Lehrstuhl für Physikalische Chemie und die Kopplung Co-Elektrolyse - Methanisierung am Lehrstuhl für Verfahrenstechnik des industriellen Umweltschutzes in Form von Laborführungen gezeigt.
Neben den mit dem Projekt assoziierten österreichischen Industriepartnern OMV, RAG, EVN, voestalpine und K1-MET konnten u.a. Vertreter von BMK, FFG, Böhler Edelstahl, Energie AG Oberösterreich, Österreichische Energieagentur, HyCentA, TÜV AUSTRIA, Hydrogen Austria, Stoelze Oberglas GmbH, ACstyria, den Wirtschaftsagenturen Oberösterreich und Burgenland sowie der WIVA P&G an der Montanuniversität begrüßt werden. Im Zuge der Vor-Ort-Gespräche wurden nicht nur die neuesten Erkenntnisse ausgetauscht, sondern auch einschlägige Projektideen intensiv diskutiert. Auch der Aufbau einer größeren Pilotanlage unter Beteiligung der Industriepartner befindet sich in Planung.
Weitere Informationen:
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
em. Univ.-Prof. Dr. Werner Sitte
Montanuniversität Leoben, Lehrstuhl für Physikalische Chemie
Tel.: 03842/402-4809
E-Mail: werner.sitte(at)unileoben.ac.at
