Plasmalyse zeichnet sich durch niedrige Wasserstoff-Herstellungskosten aus und verwendet verschiedene Abwässer. Graforce kooperiert dabei mit den Berliner Wasserbetrieben, die das zur Energiegewinnung nötige Abwasser zur Verfügung stellen. Weiterer Partner ist die Audi Industriegas GmbH, die prüft, ob die Plasmalyse-Technologie am Standort Werlte eingesetzt werden kann, um die Wasserstoffausbeute und die Gesamteffizienz zu erhöhen. Das E-Gas soll neben der E-Mobilität einen Beitrag zur Verkehrswende leisten.

Klimaneutrale Kraftstofferzeugung möglich
Bereits seit 2010 arbeitet Graforce an dem Verfahren. In der Demonstrationsanlage im Technologiepark Berlin-Adlershof stellt Graforce in einem selbstentwickelten Plasmalyse-Verfahren Wasserstoff her. Dabei wird Schmutzwasser, das beispielsweise bei Produktionsprozessen in Biogas-, Klär-oder Industrieanlagen anfällt, mit Hilfe von elektrischem Strom in Sauerstoff und Wasserstoff gespalten –ähnlich der Elektrolyse. Anschliessend wird der so gewonnene Wasserstoff mit Biogas gemischt, und es entsteht E-Gas, das als Kraftstoff in Erdgasfahrzeugen sowie als Brennstoff in Blockheiz-und Gaskraftwerken eingesetzt werden kann.

Da für das Verfahren regenerativer Strom genutzt wird, ist die Wasserstoff-Herstellung klimaneutral und schadstofffrei, ebenso wie die anschliessende Verwendung des Wasserstoffs. So reduziert das Verfahren die Schadstoffemissionen der Fahrzeuge (CO2, CO, HC) um 30 bis 60 Prozent. Der Stickoxid-Ausstoss sinkt ebenfalls um bis zu 60 Prozent. Auch während des Verfahrens entsteht kein schädliches Abfallprodukt, sondern wiederum nur gereinigtes Wasser und Sauerstoff. Während die Kosten für die Wasserstoff-Herstellung in herkömmlichen Verfahren bei sechs bis acht Euro pro Kilogramm Wasserstoff liegen, sollen sie bei der Herstellung mit demPlasmalyzer lediglich drei Euro (Basis: 0,08 Euro Stromkosten pro kWh) betragen.

Pilotanlage auf einem Berliner Klärwerk in Planung
Die Berliner Wasserbetriebe stellen Graforce als Kooperationspartner Zentrat-und Brüdenwasser zur Verfügung, um die darin enthaltenen chemischen Bestandteile zur Kraft-und Brennstoffgewinnung zu nutzen. Aufgrund der Vorversuche ist eine Pilotanlage auf einem Berliner Klärwerk geplant. Dort soll der aus den Abwässern gewonnene Kraftstoff unter anderem zur Betankung der eigenen Fahrzeugflotte genutzt werden. Während der kommunale Bereich bei Pkw und leichten Nutzfahrzeugen verstärkt auf Elektroantriebe setzt, existieren für grössere Fahrzeuge bislang keine Alternativen zu herkömmlichen Kraftstoffen. Die Berliner Wasserbetriebe prüfen, ob diese Lücke künftig mit umgerüsteten Grossfahrzeugen und selbst erzeugtem E-Gas geschlossen werden kann.

Ausserdem soll untersucht werden, ob sich das E-Gas auch als Brennstoff für die betriebseigenen Blockheizkraftwerke zur Emissionsreduktion eignet. Die Umwandlung der in den Abwässern enthaltenen Schadstoffe in Kraft-und Brennstoff und die gleichzeitige Reinigung könnte für die Berliner Wasserbetriebe eine Lösung für die hochkonzentrierten und schwer behandelbaren Prozesswässer bei der Abwasserreinigung bieten.

Audi prüft Abwassernutzung von Methanproduktion bei E-Fuels
Audi setzt bereits auf alternative, synthetische Kraftstoffe (E-Fuels, E-Gas, E-Diesel).Eine der grössten Herausforderungen bei der E-Gas-Produktion ist das in Bio-Gas-Anlagen anfallende Abwasser. Während dieses bislang zur Düngung in der Landwirtschaft verwendet wurde, muss das Abwasser aufgrund einer EU-Verordnung zukünftig teuer gereinigt oder entsorgt werden. Durch die Integration der Plasmalyse-Technologie von Graforce in Audis E-Gas-Anlagen kann das anfallende Schmutzwasser zur Herstellung von Wasserstoff genutzt und gleichzeitig gereinigt werden.

Funktionsweise Plasmalyse
Die Abwässer aus Klärwerken, Biogas-oder Industrieanlagen enthalten einen hohen Anteil an Stickstoffverbindungen. Durch den Plasmaprozess wird das Wasser (H2O) sowie darin enthaltene Stickstoffverbindungen (Harnstoff, Aminosäuren, Nitrate und Ammonium) in einzelne N-, H-und O-Atome aufgespalten. Diese verbinden sich anschliessend neu. Das nun gereinigte Wasser kann wieder dem natürlichen Kreislauf zugeführt werden, während Wasser-, Sauer-und Stickstoff in eine Gasmembran geleitet und dort sortiert werden. Stick-und Sauerstoff entweichen in die Luft, der verbleibende Wasserstoff wird in einen Tank gefüllt. Anschliessend wird der Wasserstoff mit Biogas gemischt. Das dabei entstehende Endprodukt ist E-Gas: ein umweltfreundlicher Kraft-und Brennstoff mit hohem Wirkungsgrad, der in handelsüblichen Erdgasfahrzeugen der neuesten Generation sowie in Kraftwerken zur Strom-und Wärmegewinnung zum Einsatz kommen kann.

Text: ee-news.ch, Quelle: Graforce