Forschung

CO2 als Klimaretter?

CO2 könnte der Schlüssel zur Speicherung überschüssigen Stroms aus Wind, Sonne und Co. werden. Die TU München forscht an Verfahren, mit denen Kohlendioxid in Erdgas umgewandelt werden kann. Das würde folglich nicht nur der Umwelt nützen, sondern auch eine Lösung anbieten, wie der Strom aus Erneuerbaren gespeichert werden kann.

Klimaschutz© chuck / Fotolia.com

München (red) - Schieben sich Wolken vor die Sonne, geht die Solarstromproduktion schlagartig zurück; weht der Wind nicht, liefern die Windparks keine Energie. Umgekehrt gibt es bereits jetzt Tage, an denen Windkraftwerke abgeschaltet werden müssen, weil es zu viel Strom gibt. Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Projekt "iC4" hat sich zur Aufgabe gemacht, die schon seit 100 Jahren bekannte Umwandlung von Kohlendioxid in künstliches Erdgas so zu optimieren, dass sie als Speichertechnologie konkurrenzfähig wird. Nun gibt es erste Erfolge.

Überschüssigen Strom nutzen

Das vielgescholtene "Treibhausgas" CO2 könnte zu einem wichtigen Baustein der Energiewende werden: Wissenschaftler der Technischen Universität München (TUM) entwickeln zusammen mit Forschern der Wacker Chemie AG und der Clariant AG effiziente Katalysatoren für die Umwandlung von Kohlendioxid in Methan. Dazu kann überschüssiger Strom genutzt werden: Der benötigte Wasserstoff wird durch Elektrolyse von Wasser mit Überschussstrom gewonnen.

Ausbeuten in Höhe von 95 Prozent

In der Pilotanlage der MAN Diesel & Turbo SE am Standort Deggendorf erreichen die ersten Katalysatoren inzwischen Ausbeuten im Bereich zwischen 92 und mehr als 95 Prozent, genug Methan, um das Gas ins Erdgasnetz einzuspeisen. Doch den Forschern des Projekts geht es vor allem darum, den genauen Ablauf der Umsetzung und die Reaktionen an den Oberflächen der Katalysatoren zu erforschen.

Synthetisches Erdgas als Energiespeicher

"Wir können weder so viele Batterien herstellen noch so viele Pumpspeicherkraftwerke bauen, um die zukünftig zu erwartenden Differenzen zwischen Stromproduktion und Stromverbrauch auszugleichen", sagt Professor Rieger "Der einzige Weg, so große Energiemengen zu speichern, führt über die chemische Speicherung."

Methan erscheint den Forschern als Speicherform besonders wertvoll, da es bereits ein deutschlandweites Verteilnetz für Erdgas gibt und Speicherkapazitäten, die selbst eine Flaute von mehreren Wochen überbrücken könnten. Darüber hinaus gibt es bereits jahrzehntelange Erfahrung mit der Verwendung von Erdgas als Treibstoff für Autos.

CO2 in großen Mengen

Auch der Rohstoff der Reaktion, das Kohlendioxid, ist in großen Mengen verfügbar: Natürliches Erdgas enthält neben seinem Energieträger Methan auch bis zu zehn Prozent Kohlendioxid. Biogasanlagen produzieren neben Methan bis zu 50 Prozent Kohlendioxid. Die größten Kohlendioxidquellen sind jedoch Kraftwerke, die Kohle, Öl oder Gas verbrennen und energieintensive Prozesse wie die Zementherstellung oder die Metallgewinnung.

Das Verbundprojekt zur Nutzung von Kohlendioxid als Energiespeicher gliedert sich in vier Säulen: Abtrennung von Kohlendioxid aus Erdgas und Biogas, Abtrennung von Kohlendioxid aus Abgasen, katalytische Umwandlung von Kohlendioxid zu Methan, und direkte stoffliche Nutzung von Kohlendioxid durch Photokatalyse.