{"id":996,"date":"2021-01-30T14:33:01","date_gmt":"2021-01-30T13:33:01","guid":{"rendered":"https:\/\/wbook.online\/beh\/?p=996"},"modified":"2021-02-03T15:17:23","modified_gmt":"2021-02-03T14:17:23","slug":"methanol-ein-energietraeger-der-zukunft","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/wbook.online\/beh\/2021\/01\/30\/methanol-ein-energietraeger-der-zukunft\/","title":{"rendered":"Methanol: Ein Energietr\u00e4ger der Zukunft"},"content":{"rendered":"\n

Methanol<\/em><\/strong>, auch Methyalkohol genannt, ist eine farblose Fl\u00fcssigkeit. Es ist leicht entz\u00fcndlich. Methanold\u00e4mpfe k\u00f6nnen mit Luft ein explosionsf\u00e4higes Gemisch bilden. Die technische Methanolherstellung erfolgt haupts\u00e4chlich katalytisch<\/a> aus Kohlenstoffmonoxid und Wasserstoff. <\/p>\n\n\n\n

Mit Methanol lassen sich zwei Probleme l\u00f6sen: die CO2<\/sub>-neutrale Produktion und die Speicherung elektrischer Energie. <\/strong><\/p>\n\n\n\n

Insgesamt l\u00e4sst sich Methanol aus fast allen organischen Materialien herstellen: Ganz traditionell ist die Gewinnung \u00fcber Pyrolyse von Holz, sehr modern ist auch die heutige Nutzung von organischen Abf\u00e4llen<\/p>\n\n\n\n

Bei der Herstellung von Methanol<\/strong> kann CO2<\/sub><\/strong> <\/a>als Rohstoff genutzt und der Kraftstoff somit klimaneutral genutzt werden.<\/p>\n\n\n\n

Methanol soll nicht verwechselt werden mit Methan! <\/strong><\/p>\n\n\n\n

Methan<\/em><\/strong> ist bekannterma\u00dfen ein potentes Treibhausgas: Seine Treibhauswirkung liegt bis zu 30-fach h\u00f6her als die von Kohlendioxid. Das Gas kommt als nat\u00fcrlicher Bestandteil unserer Umwelt vor, ist der Hauptbestandteil von Erdgas und tritt zum Beispiel aus unterirdischen Quellen am Meeresgrund aus. Doch auch der Mensch tr\u00e4gt vermehrt dazu bei, dass Methan in die Atmosph\u00e4re gelangt. So entsteht das Gas etwa in gro\u00dfen Mengen bei der Viehzucht \u2013 vor allem durch Bl\u00e4hungen von K\u00fchen und Rindern. Zudem wird es auf Erd\u00f6lfeldern und in Raffinerien sowie bei der F\u00f6rderung von Schiefergas frei.<\/p>\n\n\n\n


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Bild: EASAC<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Methanol aus gr\u00fcnem Wasserstoff<\/h3>\n\n\n\n

Er ist ein Hoffnungstr\u00e4ger der Energiewende: Gr\u00fcner Wasserstoff k\u00f6nnte viele Herausforderungen beim Klimaschutz l\u00f6sen. Doch der Umgang mit ihm ist nicht einfach. Ein Forscherteam des Projekts “Metha-Cycle” hat daf\u00fcr jetzt ein neues System entwickelt.<\/strong> (BMWI vom 12.9.2019)<\/p>\n\n\n\n

Strom aus erneuerbaren Energien in Form von gr\u00fcnem Wasserstoff speichern, bis er ben\u00f6tigt wird: das klingt einfach, ist es aber nicht. Noch fehlt die Infrastruktur, um den Wasserstoff auch als Fl\u00fcssigkeit ungef\u00e4hrlich in gro\u00dfem Ma\u00dfstab \u00fcber einen langen Zeitraum zu speichern, \u00fcber weite Strecken zu transportieren und zu verteilen.<\/p>\n\n\n\n

Im Forschungsprojekt “Metha-Cycle” soll deshalb nun ein weitgehend geschlossener Kreislauf entwickelt werden, in dem das m\u00f6glich ist. Dazu nutzt das Entwicklerteam ein bereits bew\u00e4hrtes Prinzip: die Umwandlung von Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid (CO2<\/sub>) zu Methanol mit Hilfe eines Katalysators. <\/strong>Erstmals werden dabei Strom aus Windenergie, Elektrolyse (die Spaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff) und die k\u00fcnstliche Herstellung von Methanol direkt miteinander verbunden (Sektorkopplung<\/a>). Das Besondere: die auch als Methylalkohol bekannte Fl\u00fcssigkeit muss nicht wie Wasserstoff unter speziellen Bedingungen gelagert werden.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Wasserstoff wird in Methanol gebunden<\/h4>\n\n\n\n

In Methanol gebunden l\u00e4sst sich der gr\u00fcne Wasserstoff also sicher \u00fcber die bereits existierende Infrastruktur f\u00fcr Benzin oder Diesel transportieren oder \u00fcber l\u00e4ngere Zeitr\u00e4ume speichern. Wird die so gespeicherte Energie wieder ben\u00f6tigt, kann aus dem Methanol in einem zweiten Schritt Wasserstoff gewonnen und direkt wieder in Strom umgewandelt werden. <\/strong>Nach Untersuchungen des Forschungsteams k\u00f6nnte mit der Metha-Cycle-Technologie \u00e4hnlich viel Energie nutzbar gemacht werden, wie mit reinem Wasserstoff. <\/p>\n\n\n\n

Methanol aus klimafreundlichen Quellen<\/h4>\n\n\n\n
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“Bei Metha-Cycle kommt der Ausgangsstoff f\u00fcr das Methanol – Kohlenstoffdioxid – aus Abgasen der Industrie oder aus Biogasanlagen.<\/p>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n

So wird bei der Methanol-Herstellung kein zus\u00e4tzliches CO2<\/sub> freigesetzt. Im Gegenteil, CO2<\/sub> wird aus diesen Abgasen entnommen und gebunden<\/strong>“, erkl\u00e4rt Marco Haumann von der Friedrich-Alexander-Universit\u00e4t Erlangen-N\u00fcrnberg. Normalerweise kommt der Grundstoff aus fossilen Grundstoffen wie Kohle, Erd\u00f6l und Erdgas.<\/p>\n\n\n\n

Der Wasserstoff wird mit Elektrolyseuren (Anlagen, die Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff aufspalten) erzeugt. Sie sind elektrisch mit Windenergieanlagen gekoppelt. Zuk\u00fcnftig k\u00f6nnte der gr\u00fcne Wasserstoff auch aus Bioenergieanlagen kommen. Mit einem speziell f\u00fcr Metha-Cycle entwickelten Niedrigtemperaturkatalysator wird das Methanol wieder in Wasserstoff und CO2<\/sub> aufgespalten. Ein solcher Katalysator ben\u00f6tigt eine geringere Temperatur und weniger Energie als herk\u00f6mmliche Modelle. In einem ebenfalls speziell f\u00fcr Metha-Cycle entwickelten Brennstoffzellensystem wird der Wasserstoff schlie\u00dflich wieder in elektrische Energie umgewandelt. “Das Kohlendioxid dient somit als Transportmedium f\u00fcr den Wasserstoff und kann bei Bedarf auch beliebig oft recycelt werden”, erkl\u00e4rt Henrik Junge, Koordinator des Metha-Cycle-Projekts.<\/p>\n\n\n\n

Testlauf ist bisher sehr erfolgreich<\/h4>\n\n\n\n

Mit dem Testlauf seines Demonstrators ist das Forscherteam mehr als zufrieden. Er ist sehr energieeffizient, denn die Forscher nutzen die W\u00e4rmeenergie, die bei der Umwandlung von Wasserstoff in elektrischen Strom in der Brennstoffzelle entsteht, um Wasserstoff zu erzeugen. Der daf\u00fcr installierte Katalysator hat einen entscheidenden Vorteil: “Unsere Feststoffkatalysatoren arbeiten sehr selektiv und setzen nur geringe Mengen Kohlenmonoxid frei”, erkl\u00e4rt Marco Haumann. “Dadurch wird die Brennstoffzelle geschont und ihre Lebensdauer verl\u00e4ngert.”<\/p>\n\n\n\n

Bevor das Metha-Cycle-System zum Einsatz kommen kann, muss der 500-Stunden dauernde Testlauf noch erfolgreich beendet und ausgewertet werden. Erst dann k\u00f6nnen die Experten sagen, wo noch Verbesserungen n\u00f6tig sind. Und sie wollen noch weiteren Aspekten auf den Grund gehen: Unter anderem sind Versuche mit besonders effizienten sogenannten Niedrigtemperaturbrennstoffzellen im Methanol-Kreislauf von Metha-Cycle geplant.<\/p>\n\n\n\n

Forscherteam sieht vielf\u00e4ltige Anwendungsm\u00f6glichkeiten<\/h4>\n\n\n\n

Vielf\u00e4ltige Anwendungsm\u00f6glichkeiten f\u00fcr die neue Technologie hat das Forscherteam schon jetzt im Blick: “Als Container-L\u00f6sung k\u00f6nnte unser System beispielsweise auf Bauernh\u00f6fen oder in kleineren Betrieben eingesetzt werden, die gro\u00dffl\u00e4chig Photovoltaik- oder Windenergieanlagen auf ihrem Grundst\u00fcck betreiben”, ist Haumann sicher. <\/p>\n\n\n\n

“Wird mehr Strom erzeugt als ben\u00f6tigt, l\u00e4sst sich diese Energie in Form von Methanol in gro\u00dfen Tanks speichern und kann bei Bedarf wieder in Strom verwandelt werden. Das erh\u00f6ht den Eigenverbrauch und senkt insgesamt die Stromkosten. Auch die Verteilnetze werden so entlastet.”<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Methanol Verwendung<\/h3>\n\n\n\n

Auf die Verbrennung von Methanol im Motor<\/strong> sind die Motorenhersteller schon eingestellt. Methylalkohol biete die besten Voraussetzungen f\u00fcr eine synthetische, CO2<\/sub><\/strong>-neutrale Herstellung. Dazu k\u00f6nnen \u00fcbersch\u00fcssige elektrische Energie, das CO2<\/sub><\/strong> der Luft und Wasser genutzt werden. Der Kreis schlie\u00dfe sich \u00fcber die Verbrennung des Methanols im Motor und damit die R\u00fcckkehr des Kohlendioxids in die Luft.<\/p>\n\n\n\n

Die Stena Germanica ist eines der gr\u00f6\u00dften F\u00e4hrschiffe der Welt, 240 Meter lang, mit einer Kapazit\u00e4t f\u00fcr 300 Autos und 1300 Passagiere. Dies ist jedoch nicht das Bemerkenswerteste an diesem Schiff. Das Einzigartige und v\u00f6llig Neue bei der Stena Germanica ist etwas, das Sie vermutlich noch gar nicht bemerkt haben \u2013 sie wird mit Methanol betrieben. Dieses F\u00e4hrschiff ist das erste und bisher einzige auf der Welt mit Methanolbetrieb.<\/p>\n\n\n\n

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