Überbrückung der Lücke zwischen erneuerbarer und zuverlässiger Energie durch Methanol
Die wichtigste Innovation von METAFUEL ist ein umweltfreundliches und bezahlbares Stromversorgungssystem namens Ecoport, das ursprünglich für industrielle Umgebungen und Freizeitanwendungen entwickelt wurde. Ecoport erzeugt Strom anhand von erneuerbarem Methanol-Flüssigbrennstoff, und das Projekt zielt darauf ab, diese saubere (CO2-neutrale) Energie umfassender verfügbar zu machen, von stationärer netzunabhängiger Energie an den entlegensten Orten bis hin zu Anwendungen für Elektrofahrzeuge, um die Reichweite des Fahrzeugs zu erweitern und es so auch für den Einsatz im Winter nutzbar zu machen. Das Brennstoffzellen-Energiesystem von Ecoport arbeitet im niedrigen kW-Bereich. Es kombiniert die höchste Beständigkeit gegenüber extremen Temperaturen mit Kosteneffizienz und Umweltvorteilen. Entwicklung des effizientesten Flüssigbrennstoff-Energiesystems Das Methanol, das Ecoport nutzt, kann aus zahlreichen Quellen gewonnen werden, wie unter anderem Mülldeponien, Non-Food-Biomasse und Kohlenstoffdioxid. Mittels CO2-Abscheidung, Verwendung und Speicherung (CCU) werden Kohlenstoffemissionen aus Quellen wie Kohlekraftwerken abgegriffen und entweder wiederverwertet oder gespeichert, damit sie nicht in die Atmosphäre gelangen. Der so erfasste Kohlenstoff wird dann mit Wasser oder Wasserstoff kombiniert, um Methanol zu erzeugen, das dann wiederum zu einem Flüssigbrennstoff gemacht werden kann – ein Verfahren, für das erneuerbare Energie benötigt wird, wie Wind oder Sonne, um die Klimaneutralität zu wahren. Wichtig ist, dass dieses Verfahren innerhalb der bereits vorhandenen Infrastruktur genutzt werden kann. „Wir verwenden Methanol, weil es günstiger und sauberer ist als Dieselöl und keine Emissionen wie Stickstoff oder Partikel erzeugt. Auch Schüttverluste sind für die Umwelt harmlos, so dass die Verwendung in ökologisch sensiblen Gebieten nicht mit großem Risiko verbunden ist. Und schließlich ist es weltweit verfügbar und bringt folglich weniger soziale, umweltbezogene und politische Probleme mit sich als die herkömmlichen Brennstoffe“, so Projektkoordinator Volker Harbusch. Das ursprüngliche Ziel von METAFUEL war die Entwicklung eines Brennstoffzellensystems zur Erzeugung und Erhaltung für den Massenmarkt bei verringerten Kosten. Im Rahmen seiner Marktforschung entdeckte das Team, dass es Dieselgeneratoren mit einer Ausgabeleistung von weniger als 4 kW gibt, aber keine mit einem professionellen Standard unter 3 kW – also wollten sie diese Marktlücke schließen. METAFUEL testete zunächst die grundlegenden Spezifikationen (Lebensdauer, Beständigkeit in Falltests, bei Erschütterungen, Vibration, Kippsicherheit) der Komponentenprototypen im Labor. Die erfolgreich getesteten Komponenten wurden dann ins Testsystem eingebaut, um die Gesamtproduktspezifikationen zu bewerten. Um den Wartungs- und Instandhaltungserfordernissen von Anwendungen für Bereiche wie Fernmessausrüstung und Telekommunikation gerecht zu werden, musste das Projektteam sicherstellen, dass für die Datenüberwachung von Aspekten wie Füllstand, Ein-Aus-Zyklen und Batterieladung ein Internetzugang vorhanden ist. Netzunabhängige Lösung als Stütze für Strom aus erneuerbaren Quellen Die ersten Anwendungen sollen für netzunabhängige Sektoren umgesetzt werden, hauptsächlich als Ersatz für lärmintensive, verschmutzende und ineffiziente Dieselgeneratoren. Anders als diese Generatoren erfordert Ecoport kein tägliches Nachfüllen und keine tägliche Wartung, er erzeugt keine Emissionen und sorgt für einen deutlich geringeren Brennstoffpreis. Ein Beispiel ist die Stromerzeugung für ein Ferienhaus aus der Ferne, bei der Ecoport entweder die vorhandenen Dieselgeneratoren ersetzt oder die Versorgungslücke schließt, die entsteht, wenn Solarplatten oder kleine Windanlagen nicht mehr ausreichen. Ein weiteres Anwendungsfeld könnte die Elektrifizierung ländlicher Gebiete in Entwicklungsländern sein, wo clevere Kombinationen aus erneuerbarer Energie, Batterien und Brennstoffzellen in den entlegensten Regionen eine unabhängige, saubere und sichere bedarfsabhängige Stromversorgung sicherstellen können. Darüber hinaus kann die Technik dazu genutzt werden, die Konstruktionskosten für die Erzeugung von erneuerbarer Energie zu senken. Wie Harbusch zusammenfasst: „Mit Ecoport sind wir auf dem richtigen Weg, um Dieselgeneratoren zu ersetzen. Die Stromproduktion ist besonders umweltfreundlich, quasi still und mit einer Effizienzrate von rund 40 % höchst effizient. Hinzu kommt, dass das weltweit verfügbare und günstige Methanol rund 70 % weniger kostet als Diesel. Doch die lokale Produktion ist ein Schlüsselaspekt, um eine Unabhängigkeit von Ölimporten zu entwickeln. Sowohl China als auch Indien bewegen sich in diese Richtung. Die EU muss nachziehen.“ Das Projektteam arbeitet nun daran, das Ecoport-System kleiner, leichter und günstiger zu machen, indem die Funktionalität verschiedener Komponenten kombiniert wird. Damit wird es noch interessanter für viele weitere Anwendungen, einschließlich Hilfsaggregaten für Elektronutzfahrzeuge sowie mobile und stationäre Mess- und Überwachungsgeräte.
Schlüsselbegriffe
METAFUEL, Diesel, netzunabhängig, Methanol, umweltfreundlich, Versorgung, Elektrizität, CO2-neutral, Energie, Brennstoffzelle, Flüssigenergie, CO2-Abscheidung, Biomasse