Die Zukunft der Energiespeicherung: Methanol-Reformer als Schlüsseltechnologie
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- Опубліковано 7 лют 2025
- Die Energiewende steht vor einer zentralen Herausforderung: überschüssige Energie aus erneuerbaren Quellen wie Solarstrom effizient zu speichern und verfügbar zu machen. Der Methanol-Reformer, getestet und vorgestellt vom Institut für Energietechnik (IET) der OST - Ostschweizer Fachhochschule, bietet eine vielversprechende Lösung. Diese Technologie wird auf der Power-to-X-Forschungsplattform der OST im Rahmen von Projekten wie ENSURE und Greenhub eingesetzt, um das Stromnetz der Zukunft zu stabilisieren.
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Methanol als Energieträger in der saisonalen Energiespeicherung
Methanol ist ein flüssiger Energieträger, der aus CO2 und Wasserstoff unter Einsatz von erneuerbarem Strom synthetisiert wird. Diese chemische Energiespeicherung ermöglicht es, im Sommer erzeugten Überschussstrom effizient zu nutzen und für den Winter bereitzustellen. Der Methanol-Reformer wandelt Methanol in Wasserstoff und CO2 um, und über eine Hochtemperatur-PEM-Brennstoffzelle wird der Wasserstoff wieder zu Strom. Diese Methode ist ideal, um saisonale Energiespeicherung zu ermöglichen.
Fokus auf den Methanol-Reformer und Power-to-X-Technologien
Der Methanol-Reformer mit einer Leistung von bis zu 5 kW wird auf der Power-to-X-Forschungsplattform der OST als Demonstrations- und Forschungsinstrument eingesetzt. Ziel ist es, Erfahrungen in der Methanolreformierung zu sammeln und dieses Wissen an Industrie, Gesellschaft und die nächste Generation von Ingenieur:innen weiterzugeben. Die langsame Reaktionszeit des Reformers macht den Einsatz von Batteriespeichern notwendig, was zusätzliche Herausforderungen mit sich bringt, die im Forschungsprojekt untersucht werden.
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Projekte und die Rolle des IET an der OST - Ostschweizer Fachhochschule
Das IET ist eine zentrale Einheit der OST, die den Studiengang Erneuerbare Energien und Umwelttechnik mit praxisorientierten Projekten bereichert. Die zwei laufenden Projekte ENSURE und Greenhub demonstrieren die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten von Methanol als Energieträger.
ENSURE
Untersucht die Flexibilität von Stromnetzen durch Power-to-X- und X-to-Power-Technologien, einschliesslich des Methanol-Reformers. Ziel ist es, erneuerbare Energien nahtlos in das Stromnetz zu integrieren und Netzstabilität zu gewährleisten.
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Greenhub
Beschäftigt sich mit der Speicherung von Sommerüberschussstrom in chemischen Energieträgern wie Methanol und Ammoniak und deren Rückverstromung im Winter.
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Studiengang Erneuerbare Energien und Umwelttechnik an der OST
Der Studiengang Erneuerbare Energien und Umwelttechnik an der OST bildet Studierende aus, die Lösungen für die Energiesysteme der Zukunft entwickeln. Der Methanol-Reformer und die Power-to-X-Forschungsplattform sind nur einige Beispiele dafür, wie innovative Technologien direkt in die Lehre integriert werden.
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Warum ist der Methanol-Reformer eine Schlüsseltechnologie?
Der Methanol-Reformer schliesst eine wichtige Lücke in der Energiewende, indem er die effiziente Speicherung und Rückverstromung erneuerbarer Energien ermöglicht. Diese Tests und Demonstrationen am IET der OST unterstreichen die Relevanz moderner Power-to-X-Technologien und fördern den Wissenstransfer zwischen Forschung, Industrie und Gesellschaft.
Erfahren Sie mehr über die Projekte der OST - Ostschweizer Fachhochschule und den Studiengang Erneuerbare Energien und Umwelttechnik. Schauen Sie sich das Video an und entdecken Sie, wie der Methanol-Reformer die Energiesysteme der Zukunft mitgestaltet!
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vosi
Da die Jungen heutzutage weniger trinken, hätte ich kein schlechtes Gewissen von meiner lokalen Brauerei als Ausgleich Strom zu beziehen. Wie wird dies dann der Strompreis berechnet? Wird der Bierpreis dann pro kWh verrechnet?
Wurde im Rahmen Ihres Projektes auch die Entwicklungen von Methanology geprüft? In welchem Kostenrahmen bewegt sich der Methanolreformer (Marke / Typbezeichnung ?) und wie viele nutzbare kW/h (Strom) bekommt man aus einem Liter Methanol real heraus? (Der Methanology Bioreaktor soll ja bis zu 7 Liter Methanol je Tag produzieren können - bei bis zu 200 Produktionstagen im Jahr könnte man somit 1400 Liter erzeugen - ist halt die Frage, ob man daraus 9 MWh oder nur 5 MWh zurück bekommen kann ... Kann man das abgeschiedene CO2 bei dem Reformer in konzentrierter Form auffangen und z.B. im Bioreaktor wiederverwenden?
Hallo Bodo. Vielen Dank für deine interessanten Fragen.
- Die Kosten für den Reformer, inkl.. Brennstoffzelle betragen momentan 35000 Franken.
- Aus einem Liter Methanol werden ca. 1.2 kWh Strom produziert.
- Das Abgas aus dem Reformer besteh aus CO2 und Wasser. Daher müsste wahrscheinlich das CO2 zuerst vom Wasser befreit und eventuell getrocknet werden.
Ich hoffe das hilft dir weiter. Beste Grüsse
Was kostet die kWh? Wie hoch ist der Wirkungsgrad? Wie ist die Haltbarkeit? Was ist mit der Wartung?
Hallo @McDaniel77. Vielen Dank für deine Frage und dein Interesse. Aktuell kann ich dir nur auf Frage 2 und 4 eine adäquate Antwort geben. Detailliertere Infos zum gesamten Projekt findest du im Beschrieb des Videos oder hier: www.ost.ch/de/forschung-und-dienstleistungen/technik/erneuerbare-energien-und-umwelttechnik/iet-institut-fuer-energietechnik/power-to-x/infrastruktur
Wirkungsgrad:
Im Video wurde ein Reformer mit einer maximalen Leistung von 5 kW verwendet. Der Wirkungsgrad liegt bei 39% bezogen auf den Heizwert von Methanol. Dieser wird bei einer Einspeiseleistung zwischen 2 und 4 kW erreicht.
Wartung:
Das zur Kühlung verwendete Kühlmittel sollte nach 1500 und 3500 Betriebsstunden oder spätestens nach 2 Jahren ausgetauscht werden. Zusätzlich sollte nach einer ähnlichen Zeit der Kathodenfilter gewechselt werden.
Ich hoffe das hilft dir weiter.
Beste Grüsse
...
Das Konzept würde zumindest die Speicherung der im Sommer gewonnenen Energie deutlich vereinfachen. Methanol hat zudem den Vorteil, dass man damit notfalls auch Verbrennerfahrzeuge betreiben könnte. Unter dem Strich entscheidenden sicherlich die Gesamtkosten.
Und warum nicht Wasserstoff als Speicher? Ist die Speicherung von methanol so viel günstiger..?
@volkerr. Die chemischen und physikalischen Eigenschaften der beiden Stoffe bieten grundsätzlich unterschiedliche Möglichkeiten der Lagerung, die klar zum Vorteil von Methanol ausfallen.
"Wirkungsgrad ist nicht so wichtig, weil wir Überschussstrom verwenden." Doch der Wirkungsgrad ist wichtig, wenn ihr Energie speichern wollt, es soll ja nacher möglichst viel wieder verwendet werden. Das CO2 aus der Luft zu bekommen wird allein halb so viel Energie verbrauchen wie das Methanol am Ende enthält und der eigentliche Energiefresser ist die Aufspaltung der Moleküle. Die Dichte ist nett, und wofür brauche ich die in einem Gebäude ? Wenn ihr wirklich keine Batterien nehmen wollt, dann umgeht einfach alles zwischen Wasserstoff Elektrolyse und Brennstoffzelle, sollte am Ende mindestens doppelt so viel Energie geben.
Frage: Warum Brennstoffzelle und nicht ein Verbrennungsmotor?
Ergibt das einen besseren Wirkungsgrad?
Ist das kostengünstiger?
Effizienter, leiser und schadstoffärmer.
Andere Alternative, die es bereits gibt ist, grünen Wasserstoff zu Hause mit der überschüssigen Sonne zu generieren und in Flaschen für den Winter zu lagern und dann in der Brennstoffzelle zu Strom zu machen.
Name des Herstellers habe ich vergessen, ist aber sehr teuer und noch unwirtschaftlich
Picea, von Home Power Solutions (HPS).
lst für ein Inselsystem mit eigener Brennstoffherstellung sicher realistischer als der Umweg über Methanol, allein schon weil man dafür kein CO2 braucht.
Aber ja, sehr teuer und weit entfernt davon, eine wirtschaftliche Alternative zu konventioneller Energieversorgung zu sein.
Zuerst muss günstiges Methanol hergestellt werden können
Da soll es verschiedene Möglichkeiten geben.
Ersten C1 ein Start Up aus Berlin das Quantentechnologie nutzt um direkt aus Luft Methanol gewinnen kann
Zumindest im Labormaßstab geht's
Dann mit Kupfernitrit und Nickel-Nitrit Methanol herzustellen
Und das dritte aus Co 2 Mono Kohlestoff machen und das dann zu Methanol veredeln
Klingt viel zu kompliziert. Und der technische Aufwand..... Wer soll das bezahlen? Der normale Arbeiterhaushalt sicher nicht.
Super! Nur: Wiher kommt das CO2? Hoffentlich aus Biogas oder Müllverbrennung. Andere "legale" Quellen sehe ich nicht. Holz brauchen wir zum Bauen oder für Holzkohle die wir unterpflügen müssen und Energiepflanzen konkurrieren mit Essen..
Du hast nichts verstanden
@@Bilizate Er hat zwar Optionen wie z.B. Direct Air Capture ignoriert, aber grundsätzlich ist die Frage nach der Herkunft des CO2 durchaus eine bedeutende. Sie entscheidet darüber, ob der synthetisierte Brennstoff wirklich CO2-neutral ist oder nicht.
Oft werden beispielsweise Zementwerke als CO2-Quelle für Power-to-X genannt.
Solches Methanol wäre natürlich nicht CO2-neutral.
Vom Konzept her am "unproblematischsten" wäre natürlich CO2 aus DAC. Aber das ist sehr aufwendig und teuer.
@@AndreasDelleske CO2 wird doch in Island mit Schweizer Maschinen aus der Luft gewonnen und im Erreich gebunkert es braucht?
@@Bilizate Ich arbeite in dem Bereich seit 35 Jahren, Und Du? Was hast Du vorzuweisen?
@@701983 Direct Air Capture: Um nur einen Liter reines CO2 zu bekommen muß man über 22000 Liter Außenluft bewegen, Das kostet nicht nur viel Strom sondern auch viel Ventilatoren, Verschleiß usw. denn man will ja mehr als nur ein paar die 1,96 Gramm die in jedem Liter reinen CO2 sind,.
Wieviel der Komponenten existieren schon, daß ein Produkt entstehen kann?
Wann wäre die Marktreife erreicht, für Großkunden mit Bürohaus, wann für den Kleinkunden mit Einfamilienhaus?
Hallo Peter. Vielen Dank für deine Anfrage und dein Interesse. Der Reformer wurde gekauft, ist somit bereits auf dem Markt verfügbar. Er ist bei uns insbesondere für diverse Testzwecke installiert. Beste Grüsse
Die Lösung ist Kernenergie. 😊 alles andere ist nett, aber viel zu aufwändig.
Höchstens mit Thoriumtechnologie, und die ist ja noch nicht so weit.
@@hotzeplotz2345Technologie offen. Ja. Und ja Thorium Reaktoren werden ja bereits gebaut.
@@volkerr. Kommerzieller Einsatz frühestens in einigen Jahrzehnten
Auch die chinesischen Forscher stehen noch vor hohen Hürden. Es könne Jahre dauern, bevor der Reaktor seine volle Kapazität erreiche. Er ist zunächst nur auf zwei Megawatt thermische Leistung ausgelegt, das reicht für die Stromversorgung von etwa 1000 Haushalten. Funktioniert das Prinzip, will China eine größere Version bauen, die dann auf 373 Megawatt Leistung kommen soll.
Bis zum kommerziellen Einsatz könnten aber noch einige Jahrzehnte vergehen. Dann aber könnte die Technologie ein Weg sein, im großen Maßstab Strom zu erzeugen ohne das Abfallprodukt CO2.