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Synthetisches Gas soll fossile Energie ersetzen

| Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Thomas Kuther

Bei der Umstellung auf rein erneuerbare Energiequellen gibt es eine große Herausforderung: den Winter beziehungsweise die Versorgungslücke zu dieser Zeit. Die Umwandlung von überschüssigem Sommerstrom in synthetisches Gas bietet einen Weg, wie erneuerbar erzeugte Energie auch im Winterhalbjahr ausreichend zur Verfügung stehen könnte.

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Betankung eines Gasfahrzeugs beim Mobilitätsdemonstrator «move» an der Empa.
Betankung eines Gasfahrzeugs beim Mobilitätsdemonstrator «move» an der Empa.
(Bild: Empa)

Die vollständige Abkehr von fossilen Energieträgern wird nicht nur in der Schweiz, sondern auch in der EU und zahlreichen anderen Ländern immer lauter gefordert. Während in vielen Sektoren bereits entsprechende Umsetzungsvorhaben laufen oder in Planung sind, gibt es Herausforderungen, für die klare und praktikable Lösungsansätze bisher noch fehlen.

Eine davon ist die Versorgung der Schweiz mit erneuerbarer Energie im Winter, eine zweite ist die Umstellung des Langstrecken-, Schwer- und Flugverkehrs auf erneuerbare Treibstoffe. Ein Forschungsprojekt an der Empa befasst sich vor diesem Hintergrund mit der Herstellung von synthetischem Methan. Der Kanton Zürich unterstützt das Vorhaben mit insgesamt 500.000 Franken aus dem Rahmenkredit zur Unterstützung von Pilotprojekten im Energiebereich.

Bestehende Transportwege nutzen

Synthetisches Methan kann aus erneuerbarem Strom, Wasser und Kohlendioxid (CO2) hergestellt und über das Gasnetz international transportiert werden. Die Infrastruktur dazu ist vorhanden, ebenso die Handelsmechanismen, die Normen und das Expertenwissen. Damit ist es eine von wenigen Optionen für die Versorgung der Schweiz mit erneuerbarer Energie im Winterhalbjahr. Zudem kann es in verflüssigter Form als Alternative zu Diesel im Langstreckengüterverkehr eingesetzt werden, und es ermöglicht eine energetische Kopplung der Strom-, Wärme- und Verkehrssektoren.

Die Forschung zur Herstellung von synthetischem Methan dient außerdem als Grundlage zur Entwicklung von synthetischem Kerosin, das künftig einen CO2-neutralen Flugverkehr ermöglichen soll. „Es ist eine Schlüsselfrage für den Klimaschutz: Wie können wir die überschüssige Sonnenenergie vom Sommer ganzjährig nutzbar machen, um CO2-frei zu werden – gerade beim Verkehr“, erklärt der zuständige Regierungsrat Martin Neukom, Baudirektor des Kantons Zürich. Die Umwandlung von erneuerbarem Strom in synthetisches Methan ist zwar nicht neu, doch fehlen für die Einordnung und vergleichende Bewertung künftiger Energieversorgungs- und Mobilitätskonzepte noch verschiedene Grundlagen.

Die Erarbeitung belastbarer energetischer und wirtschaftlicher Daten in diesem Umfeld sei deshalb auch ein Schwerpunkt des Vorhabens, betont Brigitte Buchmann, Mitglied der Empa-Direktion und strategisch verantwortlich für das Projekt. „Das Projektkonsortium besteht aus Partnern, die die gesamte energetische, technische und wirtschaftliche Wertschöpfungskette abdecken, also von Forschenden der Empa über Energieversorger, Tankstellen- und Fuhrparkbetreibern bis hin zu Industriepartnern im Technologie- und Anlagenbereich.“

Empa-Tankstelle mit synthetischem Methan

Ziel des Projekts ist es, „move“, den Mobilitätsdemonstrator der Empa, in dem bereits Projekte zur Elektro- und Wasserstoffmobilität laufen, bis 2021 mit einer Produktionsanlage für synthetisches Methan zu erweitern. An der angeschlossenen Tankstelle sollen dann Lastwagen eines Projektpartners mit CO2-neutralem, synthetischem Methan betankt werden. Zu dessen Herstellung kommt ein an der Empa entwickeltes Verfahren zum Einsatz. Parallel dazu sollen Kostenstrukturen untersucht und Wirtschaftlichkeitsmodelle entwickelt werden, die als Grundlage für Entscheidungsträger zur Ausgestaltung von Rahmenbedingungen der künftigen post-fossilen Mobilität dienen können.

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