Technologie

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Power-to-Gas

Was ist Power-to-Gas?

Wie funktioniert Power-to-Gas?

„Power-to-Gas“ ist eine Technologie, die elektrische Energie, „Power“, in chemische Energie, „Gas“, umwandelt. Das erzeugte Gas kann Wasserstoff oder Methan sein. Die Prozesse werden «Power-to-Hydrogen» bzw. «Power-to-Methane» genannt und die vorhandene Infrastruktur ermöglicht große Mengen an elektrischer Energie in Form von Gas zu speichern. Erneuerbare Energiequellen sind sehr volatil in ihrer Verfügbarkeit und macht eine Speicherung immer wichtiger. Power-to-Gas ermöglicht erneuerbare elektrische Energie in chemischer Energie zu binden und saisonal zu speichern. Sowohl Wasserstoff als auch Methan können als Brennstoff zur Wärme- und Stromerzeugung und als Kraftstoffe in der Mobilität verwendet werden.

Um das produzierte Gas als erneuerbares Gas zu deklarieren, müssen die eingesetzten Rohstoffe aus erneuerbaren Quellen stammen.

Mit dem durch Power-to-Gas erzeugten synthetischen Gas wird Gas aus fossilen Quellen ersetzt und kann gleichzeitig zur Stabilisierung des Stromnetzes beitragen.

Der Prozess Power-to-Methane ist ein zweistufiger Prozess. In der ersten Stufe wird mit Hilfe von Elektrizität Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten, die so genannte Wasserelektrolyse. Die elektrische Energie wird im Wasserstoff chemisch gebunden. In der zweiten Stufe wird dem Wasserstoff Kohlendioxid im Verhältnis eins zu vier zugeführt . In einem Reaktor reagieren diese beiden Gase miteinander zu Methan und Wasser. Die elektrische Energie ist nun chemisch im Methan gebunden.

Die gespeicherte Energie aus dem Power-to-Hydrogen-Prozess kann bei Bedarf durch eine Brennstoffzelle oder einen Gasmotor in die gewünschte Energieform umgewandelt werden.

Die Vorteile von Power-to-Methane gegenüber Power-to-Hydrogen liegen in der höheren Energiedichte des Produkts im gasförmigen Zustand, der vorhandenen Speichermöglichkeiten und der bestehenden Gasnetzinfrastruktur. Das mit Power-to-Methane erzeugte Methan kann ohne Einschränkung in das bestehende Erdgasnetz eingespeist werden, wenn der Methangehalt größer oder gleich 96 Vol-% ist (Wasserstoffgehalt bis zu 2 Vol-%).

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In Kläranlagen oder Fermentern erzeugtes Rohbiogas enthält mindestens 60% Methan und bis zu 40% Co2.

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Bei der Einspeisung in das Gasnetz wird das Co2 in den heutigen Anlagen abgetrennt und in die Atmospähre abgegeben.

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Bei CoMeth wird das Rohbiogas direkt – ohne Abtrennung von Co2 – in den CoMeth-Katalysereaktor geleitet

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Durch Zugabe von Wasserstoff (H2)

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In diesem Reaktor wird das Co2 in Methan umgewandelt. Die Ausbeute an Biomethan kann dabei mit der gleichen Menge Rohbiogas und damit ohne Aufrüstung der Anlagengrösse um mehr als 60% gesteigert werden.