X-Energy Abschlussbericht: MEDEA - Methan-Dekarbonisierung mittels Mikrowellen-Niedertemperatur-Plasmacracking

Abstract

Ziel des X-Energy Teilprojekts MEDEA war der Aufbau, die Errichtung und Inbetriebnahme einer Pilotanlage zum Mikrowellen-Niedertemperatur-Plasmacracking zur Aufspaltung von Methan in seine Bestandteile Wasserstoff und feste Kohlenstoffpartikel (sog. Carbon Black) sowie die Untersuchung der Produktqualitäten, der Prozessstabilität und der Energie- und CO2-Bilanzen dieser Technologie. Ebenfalls untersucht wurden die stromnetzsystemdienliche Regelbarkeit der Plasmacracking-Anlage und wirtschaftliche Potenziale. Die Plasmacracking-Anlage wurde erfolgreich aufgebaut, in Betrieb genommen und mit reinem Methan, Erdgas und odoriertem Erdgas getestet. Die Zusammensetzung des Produktgases zeigte eine maximale Wasserstoffausbeute von etwa 35 Mol%. Weiterhin wurde eine maximale Methankonversion von bis zu 30 % ermittelt. Das Carbon Black weist die typischen Merkmale strukturierter Verstärkerruße auf. Die Kombination aus Kohlenstoffabscheidung aus Biomethan und Vermarktung von CO2-Zertifikaten kann unter bestimmten Rahmenbedingungen ökonomisch attraktiv sein. Es wurden Potenziale für eine wirtschaftlich und netzdienlich optimierte Fahrweise modellhaft identifiziert. Das Modell bildet eine Grundlage für die Entwicklung eines realen Regelungsalgorithmus.