Kopernikus-Forschungsprojekt Power2X erforscht neue Wertschöpfung mit CO2

Power-to-Gas und Power-to-Liquid sind als Namen für das Speichern von Strom in synthetischem Gas oder Treibstoff geläufig. Das Kopernikus-Projekt Power2X geht weit darüber hinaus. Es will ganz neue Wertschöpfungsketten für die kohlenstoffneutrale Wirtschaft von morgen entwickeln.

Über 50 Partner haben sich in dem Forschungsprojekt Power2X zusammengeschlossen. Drei Cluster erforschen die Elektrolyse, also die Spaltung Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff. Drei Projekte beschäftigen sich mit der Weiterverarbeitung dieser Produkte in weiteren Verfahren. So arbeitet das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) daran, den Wirkungsgrad von Power-to-Gas-Technologien zu verbessern. Am Ende sollen synthetische Kraftstoffe stehen, die mit Hilfe von regenerativem Strom erzeugt wurden.

Ausgangsprodukt der Prozesskette ist Wasserdampf, den ein Elektrolyseur spaltet. Das kostet weniger Energie, als flüssiges Wasser zu spalten. Die Wärme für die Erzeugung des Wasserdampfs stammt aus einer sogenannten Oxyfuelverbrennung. Dabei wird Holz in dem bei der Elektrolyse entstanden Sauerstoff verbrannt. Durch die Kombination der beiden Verfahren sinkt der Strombedarf um die Hälfte. Gleichzeitig entsteht Kohlendioxid, das für die spätere Methanisierung des Wasserstoffs und damit den nächsten Schritt der Prozesskette bis zum synthetischen Treibstoff gebraucht wird. „So schlagen wir zwei Fliegen mit einer Klappe“, sagt Michael Specht vom ZSW.

Die Herstellungskosten der synthetischen Treibstoffe sind zwar höher als die von fossilen, sagt Walter Leitner, einer der drei Koordinatoren von Power2X. Für Langstrecken, im Schwerlastverkehr, in Schiffen oder Flugzeugen würden flüssige Energieträger aber auch auf längere Sicht noch gebraucht. Und auf Basis von erneuerbaren Rohstoffen und Energiequellen könne man Designer-Kraftstoffe gewinnen, die im Vergleich zu konventionellen Kraftstoffen bessere Emissionswerte hätten.

Leitner sieht vier Herausforderungen bei Power2X: Die katalytischen Prozesse beherrschen, bei denen aus kleinen Bausteinen Wertstoffe entstehen; die Elektrolyse effizient machen; die chemische Verfahrenstechnik von den sehr großen Anlagen der Petrochemie auf kleine, dezentrale und trotzdem wirtschaftliche Anlagen übertragen; den gesellschaftlichen Wandel organisieren und die Interessenkonflikte zwischen Umweltschutz- und Klimaschutz ausgleichen.

An diesem Punkt kommt der BUND ins Spiel, der als einer der gesellschaftlichen Akteure bei Power2X mit am Tisch sitzt: „Wer kann Betreiber von Power-to-X-Anlagen sein? Wie sind die Technologien ökologisch zu bewerten? Wie ist ihre Akzeptanz?“ stellt Caroline Gebauer vom BUND Fragen, die den technischen Aspekt mit dem gesellschaftlichen verknüpfen. Kommenden März soll dazu ein erstes Impulspapier vorliegen.

Die anderen drei Forschungsgruppen innerhalb des Kopernikus-Programms sind SynErgie, ENSURE und ENavi. Zusammen erhalten sie 400 Millionen Euro Förderung. Mit je 100 Millionen Euro Budget gehören sie zu den Großprojekten der deutschen Forschungslandschaft. Wie sich die Energieforschung weiterentwickeln sollte, wird übrigens gerade mit einem eigenen Programm untersucht.