Die Akteure des staatlich geförderten Forschungsprojekts „Kopernikus P2X“ haben nach eigenen Angaben eine deutliche Leistungssteigerung bei der Elektrolyse erreichen können. Der beteiligte Anlagenhersteller Sunfire hat demnach erstmals seine neue Generation der Co-Elektrolyse in Betrieb genommen und dabei eine Leistung von 220 kW erzielt – nach nur 10 kW in der Proof-of-Concept-Phase.
In der jetzt angelaufenen zweiten von insgesamt drei Projektphasen geht es insbesondere um die zwei Power-to-X-Ausgangsstoffe Wasserstoff und Synthesegas. Bei der nun durchgeführten Hochtemperatur-Co-Elektrolyse wird mithilfe von grünem Strom aus Wasserdampf und CO2 in einem Schritt Synthesegas hergestellt. Das Gemisch aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid lässt sich anschließend zu alternativen Kraftstoffen, Wachsen oder anderen chemischen Produkten verarbeiten.
Synthetischer Sprit aus Karlsruhe
Als nächstes ist geplant, dass Sunfire dem Projektpartner Karlsruher Institut für Technologie (KIT) eine Power-to-Liquid-Anlage liefert. Damit sollen künftig etwa 200 Liter synthetischer Kraftstoff am Tag produziert werden. Zum Hintergrund: Die Umwandlung von Strom in chemische Energie nennen Wissenschaftler Power-to-X, kurz: P2X. Bei Power-to-Gas (Strom zu Gas) beispielsweise entstehen gasförmige Stoffe wie Wasserstoff oder Methan. Power-to-Chemicals (Strom zu Chemikalien) produziert chemische Ausgangsstoffe, die industriell weiterverarbeitet werden.
Das Ergebnis von Power-to-Fuel (Strom zu Sprit) ist klimafreundlicher Kraftstoff. Hierbei wird mit Hilfe von Wind- oder Sonnenstrom und von aus der Luft oder aus Abgasen gewonnenem Kohlendioxid (CO2) zur Spaltung von Wasser und zur Gewinnung von grünem Wasserstoff verwendet. Auf diese Weise wird bei der Verbrennung des Kraftstoffs in der Summe eine deutliche Emissionsminderung erzielt bei der Verwendung in konventionellen Verbrennungskraftmaschinen. Das würde die bestehende Fahrzeugflotte mit einem Schlag deutlich klimafreundlicher machen.
In Kooperation mit dem Branchendienst energate.
Das Projekt „Kopernikus P2X“ startete im Jahr 2019 und wird vom Bund gefördert. In dessen Rahmen wollen die Partner aus Industrie, Wissenschaft und Gesellschaft unterschiedliche Power-to-X-Konzepte erforschen – und verbessern. Ein Knackpunkt ist derzeit zum Beispiel noch der Transport des Energieträgers.
Wassserstoff-Transport als Herausforderung
„Wasserstoff wird erst unter hohem Druck flüssig und lässt sich nur so gut transportieren. Das ist kompliziert und teuer“, heißt es dazu auf der Projektwebseite. Die Forschenden testen darum unter anderem, wie dieser vorübergehend an Flüssigkeiten gebunden werden kann, um Aufwand und Kosten zu senken. Hintergrund ist die angestrebte Klimaneutralität Deutschlands bis 2045.
Dem Projekt gehört eine ganze Reihe von Partnern an, neben Sunfire und dem KIT sind das etwa die Autobauer Audi und Volkswagen, das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt oder auch Siemens und Linde. Weitere Ergebnisse und eine Roadmap sind online einsehbar. Insgesamt gibt es vier sogenannte Kopernikus-Projekte, die sich mit Aspekten der Energiewende beschäftigen.
(Mit Ergänzungen von Franz Rother)