Dies wird durch Integration einer elektrischen Heizung als Wärmequelle für die chemische Reaktion erreicht. Die technische Entwicklung und die praktische Realisierung dieses Ansatzes sind die Ziele des von der EU geförderten und von der Technischen Universität München (TUM) koordinierten Projekts EReTech.

Die Bundesregierung hat sich das Ziel gesetzt, bis 2045 treibhausgasneutral zu werden. Um dieses Ziel zu erreichen, sollen unter anderem energieaufwändige Produktionsprozesse in der chemischen Industrie – etwa zur Herstellung von Wasserstoff – durch neue, nachhaltige Verfahren ersetzt werden. Im EU-Projekt Electrified Reactor Technology (EReTech) realisieren 14 Partner aus Wissenschaft und Industrie in Bayern eine Wasserstoff-Anlage, die mithilfe von Elektrizität aus erneuerbarer Energie betrieben wird. Gewonnen wird der Wasserstoff aus Biogas.

Die Anlage wird in der Nähe von Eichstätt gebaut und soll 130 Tonnen Wasserstoff im Jahr liefern. Dieser wird zum Beispiel für Wasserstofftankstellen verwendet. Die Fertigstellung ist für 2025 geplant.

40% weniger Kohlendioxid-Emissionen

„Bisher wird die Energie für die Prozesse in der chemischen Industrie durch Verbrennung außerhalb des eigentlichen Reaktors bereitgestellt“, erklärt Prof. Johannes Lercher vom Lehrstuhl für Technische Chemie II an der TUM, der das Projekt leitet. Durch die Verbrennung mit Luft entsteht Kohlendioxid in stark verdünnter Form, die Wärmeübertragung in den Reaktor benötigt außerdem viel Energie. „Statt der Verbrennungswärme nutzen wir im Projekt EReTech eine elektrische Widerstandsheizung im Inneren der Reaktoren.“

An der Umsetzung der Anlage ist das Start-up Sypox maßgeblich beteiligt. Das Unternehmen wurde an der TUM gegründet und 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.

Technische Entwicklung erfordert Erprobung unter extremen Bedingungen

Neben der Anlage in Bayern wird im niederländischen Ort Geleen ein Test-Reaktor gebaut, der in einem industriellen Umfeld die Belastbarkeit der neuen Technologie für ein breites Anwendungsfeld untersuchen soll. „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.