Innovationspreis 2018: Gas-Technologien zur Reduktion von Treibhausgasen

Das erste Kreuzfahrtschiff mit Flüssigerdgas-Antrieb, die umweltfreundliche Herstellung von Wasserstoff ohne CO2, die dezentrale Umwandlung von Treibhausgasen in synthetische Kraftstoffe: Die deutsche Gaswirtschaft verlieh ihren Innovationspreis an drei Projekte, die sich mit der Reduktion von Treibhausgasen wie CO2 und Methan befassen.

Die Folgen des Klimawandels sind schon jetzt zu spüren: Der Treibhauseffekt heizt die Atmosphäre auf, das Eis im Nordpolarmeer schmilzt. Durch den Ausstoß von Treibhausgasen wie CO2 und Methan wird die Wärmeabstrahlung der Erde gebremst – und die Erderwärmung steigt weiter an. Es braucht also dringend Ideen und Projekte, um den Treibhausgasausstoß zu vermindern. Drei zukunftsweisende Konzepte haben jetzt die Verbände der deutschen Gaswirtschaft mit ihrem Preis für Innovation ausgezeichnet.

Mit dem Preis sollen Ideen rund um Energieeffizienz gewürdigt und unterstützt werden. Erdgas ist eine wichtige Säule der Energie- und Wärmewende: Es lässt sich gut speichern und verbrennt emissionsarm. Alle drei Gewinnerkonzepte nutzen Gastechnologien und tragen so dazu bei, Treibhausgase zu vermeiden.

Die beteiligten Unternehmen, Wissenschaftler und Gründer beschäftigen sich mit der umweltfreundlichen Herstellung von Wasserstoff aus Erdgas, dem Antrieb eines Kreuzfahrtschiffes mit umweltschonendem Flüssigerdgas (LNG) sowie der dezentralen Umwandlung von Treibhausgasen in synthetische Kraftstoffe. Diese innovativen Projekte stellen wir hier vor:

 

Sieger „Forschung und Entwicklung“: die umweltfreundliche Herstellung von Wasserstoff

Mit einem Verfahren zur Produktion des Energieträgers Wasserstoff sicherte sich das Karlsruher Institut für Technologie den ersten Platz in der Kategorie „Forschung und Entwicklung“. Mit dieser Methode wird Wasserstoff umweltfreundlich aus Methan hergestellt.

Dabei wird Methan in Wasserstoff sowie elementaren Kohlenstoff gespalten. Dieses feste Granulat lässt sich sicher lagern und später als Rohstoff wiederverwenden. Das klimaschädliche Kohlendioxid entsteht in diesem Prozess – anders als bei bisherigen Verfahren – nicht. Für die Spaltung nutzen die Wissenschaftler geschmolzenes Metall als Flüssigmedium in einem Blasensäulenreaktor.

Der Versuchsreaktor zur Methanspaltung ist eine Vorrichtung aus Quarz und Edelstahl, in der sich geschmolzenes Zinn befindet. Dort steigen Methanbläschen auf, in denen die Cracking-Reaktion stattfindet. Der Reaktor ist Teil des Flüssigmetalllabors am KIT. (Foto: Amadeus Bramsiepe, KIT)

 

Laut Experten-Jury ermöglicht es dieser Prozess der energieintensiven Industrie, „ihre CO2-Emissionen schon bei der Herstellung einer der Kernkomponenten auf ein Minimum zu reduzieren.“ Die Jury würdigte außerdem, dass sich das Verfahren neben der Anwendung mit Erdgas auch bei Biomethan oder synthetischen, kohlenstoffbasierten Gasen für die Herstellung von Wasserstoff nutzen lasse. In diesen Fällen werde der Umgebung sogar CO2 entzogen.

Den zweiten Platz erreichte die Universität Duisburg-Essen mit einem neuen Verfahren zur katalytischen Umsetzung von festem Hydrogencarbonat mit Wasserstoff zu Methan. Auf Rang drei landete die RAG Austria mit einem Prozess, der erneuerbare Energie in grünes Erdgas umwandelt und speichert.

 

Sieger „Mobilität und Verkehr“: umweltschonendes LNG als Treibstoff in der Kreuzschifffahrt

Als weltweit erstes Kreuzfahrtschiff kann die AIDAnova sowohl im Hafen als auch auf See mit Flüssigerdgas betrieben werden. Dadurch werden Emissionen von Feinstaub und Schwefeloxiden nahezu vollständig vermieden, der Ausstoß von Stickoxiden und CO2 verringert sich nachhaltig. Das sicherte dem Unternehmen AIDA Cruises den 1. Platz in der Kategorie „Mobilität und Verkehr“.

Auf das Ende August getaufte Schiff sollen zwei baugleiche Modelle folgen. Damit werden nach Angaben der Reederei bis 2023 die Hälfte der AIDA-Passagiere auf Schiffen mit LNG-Antrieb reisen.

Als erstes Kreuzfahrtschiff kann die AIDAnova mit LNG (Flüssigerdgas) betrieben werden. So lassen sich Emissionen von Feinstaub und Schwefeloxiden fast vollständig vermeiden. (Quelle: AIDA)

 

Für den Antrieb sorgen auf der AIDAnova vier Dual-Fuel-Motoren. Die drei Bordtanks fassen 3.550 Kubikmeter LNG. Damit ist das Schiff für etwa 14 Tage versorgt.

Der Schiffsverkehr stehe „in der Kritik“, erklärte die Jury. Weltweit würden Schweröl und Schiffsdiesel als Kraftstoff genutzt, was erhebliche Emissionen von Ruß, Stickoxiden, Schwefel- und Kohlendioxid verursache. Die Experten würdigten deshalb die „neuen Maßstäbe“, die AIDA Cruises mit dem innovativen Antrieb setze.

Platz 2 sicherte sich die MAN Truck & Bus AG mit einem neuen Gasmotor samt Hybridantrieb vor allem für Stadtbusse. Auf Platz 3 landete die Hygengroup mit einer neuen, effizienten Hausbetankungsanlage für komprimiertes Erdgas, sogenanntes CNG.

 

 

Gewinner „Startup“: dezentrale Umwandlung von Treibhausgasen in synthetische Kraftstoffe

Methanhaltige Gase oder Wasserstoff lassen sich mit den Containern des Karlsruher Startups INERATEC sinnvoll verwerten. Die dezentralen Anlagen wandeln die Gase in synthetische Kraftstoffe oder chemische Wertprodukte um, beispielsweise in sauberes Benzin, Kerosin, Diesel oder Methanol. Die so entstandenen Rohstoffe können in der chemischen, pharmazeutischen und kosmetischen Industrie Anwendung finden. Zudem lässt sich die überschüssige Energie chemisch speichern.

Dieses Konzept prämierte die Jury in der Kategorie „Startup“. Hier gibt es nur einen Gewinner. Die chemische Reaktortechnologie für die sogenannte Power-to-X- bzw. Gas-to-X-Anlagen ist so kompakt, dass sie in einem Standard-Container Platz findet. Die Technologieplattform lässt sich an lokale Standortbedingungen anpassen.

Die kompakte chemische Reaktortechnologie für die sogenannte Power-to-X- bzw. Gas-to-X-Anlagen findet in einem Standard-Container Platz. (Quelle: INERATEC)

Die Jury lobte das modulare Konzept mit seiner „flexiblen Anlagenkonfiguration auf engstem Raum“. Global sehen die Experten „vielfältige Chancen für diesen innovativen Ansatz“, weil die Technik auf unterschiedliche petrochemische Produkte eingestellt werden könne, für die normalerweise eine große Raffinerie gebraucht wird. Mit der kleinen Bauform passe das Konzept auch für die dezentrale Speicherung von überschüssig erzeugtem, erneuerbarem Strom.

Zum 20. Mal ein Preis für innovative Konzepte und Technologien

Der Preis für Innovation und Klimaschutz wurde 2018 zum 20. Mal vergeben. Über 50 Projekte reichten dafür ihre Konzepte ein. Die Verleihung fand am 22. November unter der Schirmherrschaft der Bundesministerin für Bildung und Forschung, Anja Karliczek, in Berlin statt.

Seit der ersten Preisvergabe im Jahr 2000 wurden 45 Projekte ausgezeichnet. Die Ausschreibung erfolgt alle zwei Jahre unter Federführung der Arbeitsgemeinschaft für sparsamen und umweltfreundlichen Energieverbrauch (ASUE). Träger des Preises waren 2018 außerdem der Deutsche Verein des Gas- und Wasserfaches (DVGW), der Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft (BDEW) sowie die Brancheninitiative Zukunft Erdgas. Der diesjährige Partner des Innovationspreises war das Energieunternehmen Wintershall.

Die Gewinner der zwei weiteren Kategorien „Innovative Produkte“ und „Effiziente Energiekonzepte“ finden Sie hier.