Gas

Wasserstoff: Hamburger Energienetze setzen auf Mikrowellentechnologie

Im Mittelpunkt des Projekts steht eine neue Methode, Wasserstoff herzustellen und dabei Kohlenstoff abzuscheiden. Experten halten das Plasmacracking für einen vielversprechenden Ansatz.
06.01.2025

Forschungsanlage in Hamburg-Tiefstack: Hier trennen Forscher der HAW Hamburg gemeinsam

mit den Hamburger Energienetzen Kohlenstoff und Wasserstoff aus Methan.

Die Hamburger Energienetze wollen bei der Wasserstoffproduktion neue Wege gehen. Gemeinsam mit Projektpartnern aus dem Competence Center für erneuerbare Energien und Energie-Effizienz (CC4E) der HAW Hamburg und der Iplas haben sie das Forschungsvorhaben MEDEA (Methan Dekarbonisierung mittels Mikrowellen-Niedertemperatur-Plasmacracking) gestartet.

Das Ziel: die Herstellung von nachhaltigem Wasserstoff durch die Abscheidung von Kohlenstoff. Das Projektteam hat dazu eine Mikrowellen-Niedertemperatur-Plasmacracking-Anlage entwickelt und am Standort der Hamburger Energienetze aufgebaut. So wollen die beteiligten Akteure Wasserstoff sowie festen Kohlenstoff (sogenanntes Carbon Black) aus Methan mittels Mikrowellenplasma gewinnen.

Dammann hofft auf Marktreife

Wie Michael Dammann, Technischer Geschäftsführer der Hamburger Energienetze, in einer Mitteilung ausführt, will man mit MEDEA an erfolgreiche Wasserstoff-Kooperationen wie das "mySMARTLife"-Förderprojekt in Bergedorf anknüpfen. Während die Hamburger Energienetze die Hamburger Wasserstoff-Industrie-Netze HH-WIN bereits bauen, wolle man so Einblicke in eine klimafreundliche Erzeugungstechnologie gewinnen, die in ein paar Jahren Marktreife erlangen könne.

Hans Schäfers, Leiter des Competence Centers für erneuerbare Energien und Energie-Effizienz (CC4E) der HAW Hamburg, erläutert, dass Deutschland zukünftig schwer vermeidbare CO2 Emissionen vermehrt kompensieren muss. Mit der neuen Plasmacracking-Anlage könne Wasserstoff aus Biomethan zukünftig unter Abscheidung von Kohlenstoff, also CO2-negativ produziert werden. "Wegen des sehr geringen Stromverbrauchs des Plasmacrackings ist das ein vielversprechender Ansatz. Aus dem anstehenden Testbetrieb erwarten wir daher wichtige Erkenntnisse zum Betriebsverhalten, zu den Eigenschaften des gewonnenen Kohlenstoffs und zu betriebswirtschaftlichen Fragen einer Skalierung des Verfahrens."

Wirtschaftliches Potenzial abschätzen

Zu den Projektzielen gehört neben der Untersuchung des Anlagenbetriebs auch die Untersuchung der Produktqualitäten, der Prozessstabilität sowie der Energie- und CO2-Bilanzen der Technologie. Auch die Abschätzung wirtschaftlicher Potenziale ist Bestandteil des Projekts und trägt damit zur Technologieentwicklung und -einschätzung im Kontext der Energiewende bei. 

Das neuartige Plasmacracking-Verfahren MEDEA spaltet Methan in seine Bestandteile Wasserstoff und feste Kohlenstoffpartikel mit Hilfe von Mikrowellenplasma auf. Da sich der Prozess unter Ausschluss von Sauerstoff abspielt, bildet sich kein CO2. Durch die gezielte Energieübertragung der Mikrowellenstrahlung in die Bindungen des Methans wird weniger Energie benötigt als bei alternativen Technologien wie der Dampfreformierung oder der Elektrolyse.  

Leichte Skalierbarkeit

Die Technologie lässt sich nach Angaben der Projektpartner durch die modulare Zusammenschaltung mehrerer Einheiten skalieren und kann dank der Mikrowellentechnik flexibel an- und abgefahren werden.  

Der Anlagentestbetrieb wird zunächst mit konventionellem Erdgas durchgeführt. Zukünftig ist jedoch geplant, das Plasmacracking mit Biomethan als Rohstoff durchzuführen.