In Kürze
Vierte Helmholtz-Energie-Allianz
Seit Anfang 2012 fördert die Helmholtz-Gemeinschaft drei neue Helmholtz-Energie-Allianzen zu neuartigen Batteriesystemen, Energieeinsparpotenzialen bei chemischen Verfahren und Solarzellen aus organisch-anorganischen Komponenten. Nun konnte eine vierte Helmholtz-Energie-Allianz in die Förderung aufgenommen werden, die das Potential flüssiger Kohlenwasserstoffe als Speicher- und Transportmedium für Energie untersuchen wird.
Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Stuttgart arbeiten gemeinsam mit der Universität Stuttgart und der Universität Bayreuth an einem zukunftsweisenden Ansatz, um Transport und Speicherung von Energie zu ermöglichen: Sie optimieren die Erzeugung und Verbrennung von synthetischen flüssigen Kohlenwasserstoffen (KWS) und untersuchen ihr Potential als Energiespeicher zur Realisierung der Energiewende.
KWS sind bei Umgebungstemperatur flüssig und benötigen keine speziellen Lager- oder Transportbehälter. Im Vergleich zu gasförmigem Wasserstoff sind sie wesentlich einfacher und sicherer zu handhaben. Zudem lassen sie sich langfristig in großen Mengen und im Gegensatz zu Batterien ohne Verluste speichern. „Flüssige Kohlenwasserstoffe sind, was die Energiedichte und die mögliche Speicherdauer betrifft, ganz oben auf der Skala", erklärt Prof. Manfred Aigner, Leiter des DLR-Instituts für Verbrennungstechnik und wissenschaftlicher Koordinator des Projekts.
Von großem Interesse sind synthetische KWS auch für den Verkehrssektor: Als eine Art optimiertes Benzin – vergleichbar in Farbe und Konsistenz – verbrennen sie sehr schadstoffarm. Dabei können ähnliche Brennkammern und Turbinen zum Einsatz kommen wie bei herkömmlichen Benzin. „Unser Ziel ist es, den Verbrennungsprozess weiter zu verbessern und den ohnehin geringen Schadstoffausstoß weiter z
Gesamtprozess unter der Lupe
Um flüssige Kohlenwasserstoffe herzustellen, ist ein mehrstufiger Prozess notwendig: Im ersten Schritt wird aus überschüssigem Sonnen- oder Windstrom mittels Elektrolyse Wasserstoff und Sauerstoff erzeugt. Der Sauerstoff wird zur Vergasung von Reststoffen und Biomasse eingesetzt, wobei ein hochreines Synthesegas produziert wird. Eine zentrale Herausforderung des Projekts ist es, diesen Herstellungsprozess in seiner Gesamtheit zu erfassen und zu optimieren. „Die Ergebnisse aus der technischen Prozessanalyse dienen uns als Grundlage für eine umfassende Systembewertung. Wir untersuchen also, welches Potenzial synthetische flüssige Kohlenwasserstoffe als chemische Energiespeicher haben und wo wir sie zur Realisierung der Energiewende am besten nutzen können“, erklärt die DLR-Wissenschaftlerin und Leiterin der Abteilung Thermische Prozesstechnik Dr.-Ing. Antje Wörner. Neben dem Einsatz in hocheffizienten Großkraftwerken oder direkt beim Primärenergieerzeuger vor Ort sei auch die Verwendung in dezentralen Anlagen wie beispielsweise in Blockheizkraftwerken für Wohnanlagen denkbar.
