Fokus Methanpyrolyse – Sektorübergreifende Transformation mit emissionsarmem Wasserstoff und Klimawandelanpassung mit festem Kohlenstoff

EineAnalysederjüngstenForschungsergebnisse lässt den Schluss zu, dass Wasserstoff in zukünftigen Prozesstechnologien und Energiesystemen eine Schlüsselrolle spielen wird, sofern seine Herstellung mit geringemCO2-Fußabdruckrealisiertwerdenkann.Inindustriellen Prozessen kann emissionsarmer Wasserstoff einen wesentlichen Beitragzur ReduktionvonTreibhausgasemissionen leisten indem er stofflich (z.B. Reduktionsprozesse in der Metallurgie) bzw. energetisch (z.B. Hochtemperaturprozesse) genutzt wird. Emissionsarmer Wasserstoff ist folglich ein Schlüsselelement der Transformation verschiedener industrieller Prozesse, wie etwa der Stahl- oder Zementherstellung und leistet damit auch einen wichtigen Beitrag zur Reduktion von Treibhausgasemissionen. Derzeit sind unterschiedliche Prozesspfade zur Herstellung vonemissionsarmemWasserstoffinDiskussion.Dazuzählt einerseits die Dampfreformierung von Erdgas mit zusätzlicher Abtrennung und Speicherung bzw. Nutzung von CO2 sowie andererseits die Elektrolyse auf Basis der Nutzung erneuerbarer elektrischer Energie. Die Methanpyrolyse stellt eine zusätzliche Alternative dar. Wesentliche Vorteile der Methanpyrolyse für die Produktion großer Mengen an emissionsarmem Wasserstoff für die Industrie sind: (1) Der geringere spezifische elektrische Energiebedarf im Vergleich zur Elektrolyse, (2) die Möglichkeit der Nutzung bestehender Infrastruktur zum Transport von Erdgas und (3) die Produktion von festem Kohlenstoff für unterschiedlichste Anwendungen. Ein Nachteil der Methanpyrolyse besteht darin, dass ihr technologischer Reifegrad eine industrielle Umsetzung im großtechnischen Maßstab noch nicht erlaubt. Daher sind auch Prognosen über die Wirtschaftlichkeit nur mit hoher Schwankungsbreite möglich, wobei verschiedene Analysen grundsätzlich ein positives Bild zeichnen. Die Montanuniversität Leoben forscht im Hinblick auf die effektive Nutzung von Erdgas intensiv an der Gesamtprozesskette der Methanpyrolyse, der Skalierung unterschiedlicher Technologien der Methanpyrolyse in den Demonstrationsmaßstab sowie insbesondere an der Anwendung vonfestemKohlenstoffausderMethanpyrolyse alsBodenhilfsstoff in der Landwirtschaft. Diese Verwertungsoption ermöglicht (1) die Steigerung der Resilienz von Nutzpflanzen gegenüber Trockenstress, (2) eine Erhöhung der Wasserhaltekapazität von Böden sowie (3) einen Beitrag zum Humusaufbau.