Bis 2045 will Deutschland klimaneutral werden. Schon 2030 sollen die Treibhausgasemissionen um 65% sinken – so hat es die Bundesregierung im neuen Klimaschutzgesetz festgeschrieben. Um dieses ambitionierte Ziel zu erreichen, müssen auch die Produktionsprozesse nachhaltiger werden – etwa zur Herstellung von Wasserstoff. Er gilt als Energieträger der Zukunft. Die Produktion ist jedoch sehr energieintensiv. Dieses Problem wollen Partner aus Wissenschaft und Industrie nun angehen. Im Rahmen des EU-Projekts Electrified Reactor Technology (EReTech) soll in Bayern eine Pilotanlage zur Herstellung von Wasserstoff aus Biogas entstehen, die mit Elektrizität aus erneuerbarer Energie betrieben wird.

Energie aus dem Inneren des Reaktors nutzen

„Bisher wird die Energie für die Prozesse in der chemischen Industrie durch Verbrennung außerhalb des eigentlichen Reaktors bereitgestellt“, erklärt Projektleiter Johannes Lercher vom Lehrstuhl für Technische Chemie II der Technischen Universität München (TUM). Durch die Verbrennung mit Luft entstehe Kohlendioxid in stark verdünnter Form, wobei die Wärmeübertragung in den Reaktor viel Energie benötige. Lercher zufolge wird im Projekt daher nicht die Verbrennungswärme genutzt, sondern eine elektrische Widerstandsheizung im Inneren der Reaktoren.

Fertigstellung der Pilotanlage 2025

Die Anlage in der Nähe von Eichstätt soll bis 2025 fertiggestellt sein und künftig 130 Tonnen Wasserstoff im Jahr liefern – etwa für Wasserstofftankstellen. An der Umsetzung beteiligt ist auch das an der TUM gegründet Start-up SYPOX. Das Team hat sich auf elektrisch beheizte chemische Reaktoren spezialisiert, die Biogas mithilfe von elektrisch erzeugter Prozesswärme kohlenstoffneutral in Wasserstoff umwandeln. „Mithilfe der neuen Technologie können wir die Kohlendioxidemissionen gegenüber dem traditionellen Prozess um bis zu 40% senken, ohne die Produktivität zu verringern“, erklärt Gianluca Pauletto von SYPOX.

Test-Reaktor in den Niederlanden gebaut

Neben dem Bau der Pilotanlage in Bayern entsteht gleichzeitig im niederländischen Geleen ein Test-Reaktor. Hier soll die Belastbarkeit der Technologie für vielfältigste Anwendungen im industriellen Umfeld untersucht werden. „Mit Hilfe dieser Installation werden wir kritische Informationen und Prozessdaten zum weiteren Scale-up der Technologie erhalten. Dadurch können wir in Zukunft auch Lösungen für die chemische Industrie anbieten, zum Beispiel zur großtechnischen Produktion von Wasserstoff“, erklärt Pauletto

An dem Projekt EReTech sind 14 Partner aus Industrie, Forschungsinstituten und Universitäten aus Deutschland, den Niederlanden, Italien, Griechenland, Belgien, Frankreich, der Schweiz und Schweden beteiligt. Das Vorhaben wird über das Horizon Europe Framework Programme (HORIZON) in den kommenden dreieinhalb Jahren mit insgesamt 9,7 Mio. Euro gefördert.

bb