Der Übergang zu kohlenstoffneutralen Energielösungen erfährt derzeit einen signifikanten Schub, insbesondere durch innovative Technologien wie Power-to-X (PtX). An der Brandenburgischen Technischen Universität (BTU) Cottbus-Senftenberg wird mit einem neuartigen Systemdemonstrator für Power-to-X-to-Power (P2X2P) ein wegweisender Ansatz verfolgt. Dr. Rufat, Forscher im Energy and Conversion (ESC) Lab, untersucht die vielfältigen Möglichkeiten der Oxy-Methan-Verbrennung in einem Einzylinder-Ottomotor, um die Vorteile dieser Technologien zu erforschen und zu fördern. Ziel ist eine NOx-freie Wärme- und Stromerzeugung in einem CO2-neutralen geschlossenen Kreislauf, der ohne schädliche Emissionen auskommt, berichtet die BTU.
In den Untersuchungen wird synthetisches Methan aus grünem Wasserstoff, der durch Elektrolyse von Wasser gewonnen wurde, und abgetrenntem CO2 erzeugt. Diese umweltfreundliche Methode nutzt Strom, der hauptsächlich aus erneuerbaren Energiequellen stammt. Dabei wird das erzeugte Methan im so genannten Sabatier-Reaktor verarbeitet, bevor es im Oxyfuel-Verbrennungsprozess zur Stromerzeugung genutzt wird. Die Forschung befasst sich zudem mit den Auswirkungen von verschiedenen Verdünnungsmengen und -zusammensetzungen von Sauerstoff, Kohlendioxid und Wasser auf wichtige Parameter wie Zylinderdruck, Zylindertemperatur und Emissionen während des Arbeitszyklus.
Innovationen im Energiesektor
Die steigende Nachfrage nach alternativen Energieträgern führt auch zu einem größeren Interesse an grünen Brennstoffen, die aus erneuerbarer Energie gewonnen werden. Dazu gehört nicht nur der grüne Wasserstoff, sondern auch Alternativen mit höherer Energiedichte wie e-Methanol und e-Ammoniak. Diese e-Fuels kombinieren erneuerbaren Wasserstoff mit Kohlenstoff und Stickstoff, um den wachsenden Energiebedarf in weniger anpassungsfähigen Branchen wie der Schifffahrt und der Luftfahrt zu decken, erläutert Ørsted.
Ein weiterer wichtiger Aspekt der PtX-Technologie ist, dass sie dabei hilft, ein flexibles und integriertes Energiesystem zu schaffen. Diese Technologie ergänzt bestehende Versorgungssektoren wie Strom, Gas und Heizung, was den Weg für eine umfassendere Integration erneuerbarer Energien ebnet. Eurowind Energy und andere Unternehmen arbeiten aktiv an Projekten, die die Wertschöpfungskette für Wasserstoff und Energiespeicher weiter entwickeln, um diese Umstellung zu unterstützen, berichtet Eurowind Energy.
Strategische Entwicklungen
Im Rahmen der PtX-Projekte wurden strategische Partnerschaften mit wichtigen Akteuren gebildet, wie dem Green Hydrogen Hub und Greenlab Skive. Ziel dieser Initiativen ist die Integration erneuerbarer Energien in bestehende Netze und die Entwicklung neuer Technologien zur Energieerzeugung und -speicherung. In Dänemark wird zudem an Projekten gearbeitet, die die Fernwärmeversorgung mithilfe von Wärmepumpen und grüner Energie optimieren sollen.
Die Ergebnisse der Studien an der BTU Cottbus-Senftenberg sind vielversprechend. Untersuchungen zeigen, dass ein CH4/O2/CO2-Gemisch, angereichert mit Wasserdampf, die Verbrennungsparameter im Vergleich zu herkömmlichen Luftdiensten verändert und signifikante Emissionsreduktionen ermöglicht. Die Fähigkeit, unter verschiedenen Bedingungen effizient Energie zu erzeugen, kann die Wettbewerbsfähigkeit von Technologien im Bereich Speicherung und Wasserstoffraffination deutlich steigern.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Kombination aus Forschung, technologischen Innovationen und strategischen Partnerschaften einen wesentlichen Beitrag zur Entwicklung kohlenstoffneutraler Energielösungen leistet. Die vielfältigen Ansätze zur Erzeugung, Speicherung und Nutzung von grünem Wasserstoff und seinen Derivaten sind entscheidend für die Transformation der Energieversorgung und die Reduktion fossiler Brennstoffe.
