Den sveitsiske ruten til syntetisk metan er mer solid og mer fleksibel

Syntetiske energibærere er karbonnøytrale og gjør fornybar energi transporterbar og lagringsbar på lang sikt.
Syntetisk produsert metan er en av disse, men det er et problem: produksjon innebærer ganske store energitap; videre krever eksisterende prosesser metanrensing.
For å endre denne situasjonen, i Sveits EMPA-forskere har utviklet et nytt reaktorkonsept optimalisert for metanering, altså generering av syntetisk metan.

Syntetisk bensin: fremtidens mobilitet fra Porsche eFuel

Bare mengden CO2 som tidligere ble fjernet av vanndampen fra atmosfæren produseres

En vellykket energiomstilling krever energikilder som er klimavennlige; dette betyr: minst mulig CO2-utslipp (ideelt ingen), under produksjon og bruk.
Syntetiske energibærere, det vil si de som er hentet fra fornybar energi gjennom kjemiske konverteringsprosesser, er et av de mest lovende alternativene.
Bruken av disse energibærerne produserer bare mengden CO2 som tidligere ble fjernet fra atmosfæren for produksjonen.

Sveits: Mot klimanøytral veitrafikk

Christian Bach: "En manifold laget for oss av Climeworks, en spin-off av Zürich Polytechnic"

Kunstig produsert metan faller inn i denne kategorien.
"Syntetisk gass gir et enormt potensial hvis den produseres fra atmosfærisk CO2 og hydrogen generert på en fornybar måte"forklarer han Christian Bach, leder for Automotive Powertrain Technologies-laboratoriet iEMPA.
– For produksjon av hydrogen er det imidlertid nødvendig med mye vann og fornybar elektrisitet. I vår mobilitetsdemonstrator ønsker vi derfor å trekke ut ikke bare karbondioksid, men også vann til hydrogenproduksjon direkte fra atmosfæren ved hjelp av en CO2-oppsamler laget av et spin-off selskap fra Zürich polytekniske høgskole, klimaverket».
I fremtiden kan disse konseptene implementeres i ørkenregioner som mangler flytende vannreserver.

En motor uten sidestykke er laget i Sveits … 8 eller 12 ganger

Ingen "H" på siden produsert i studiene til Kiefer, Nikolic, Borgschulte og Dimopoulos Eggenschwiler

Produksjonen av syntetisk metan fra hydrogen og CO2, den såkalte metaneringen, har imidlertid fallgruver.
Faktisk inneholder metanet som produseres ved denne katalytiske prosessen fortsatt hydrogen, som hindrer det i å bli introdusert direkte i gassnettverket.
I ricercatori dell 'EMPA Florian Kiefer, Marin Nikolic, Andreas Borgschulte e Panayotis Dimopoulos Eggenschwiler de utviklet derfor et nytt reaktorkonsept, der dannelsen av hydrogen på produktsiden forhindres.
Dette fører til enklere prosesskontroll og økt egnethet for dynamisk drift, f.eks. for kobling med ustabilt tilgjengelig fornybar energi.
Prosjektet er støttet av kantonen Zürich, Avenergy Suisse, Migros, Lidl Sveits, Armasuisse, Swisspower og Federal Institutes of Technology Council.

Google Maps legger til bærekraftige ruter å gjøre med bil

En direkte introduksjon av "neometan" i gassnettverket er mulig takket være adsorpsjonen av H2O

Hydrogenfri metan produseres ved en prosess som kalles absorpsjonsmetanering.
Ideen: vannet som produseres under reaksjonen adsorberes kontinuerlig på en porøs katalysatorbærer under metanering.
Adsorpsjon, forskjellig fra absorpsjon, er et kjemisk-fysisk fenomen som består i akkumulering av ett eller flere flytende stoffer på overflaten av et kondensat.
Den kontinuerlige fjerningen av vann gjør at det kun kan oppnås metan som et produkt, i ren form, noe som eliminerer behovet for å rense den (tidligere) produktblandingen.
Ved slutten av reaksjonen tørkes det katalytiske bærermaterialet igjen ved å senke trykket og er klart for neste reaksjonssyklus.
"Denne prosessen er mer fleksibel og stabil enn tidligere systemer, men den har også et visst energisparepotensial fordi vi kan kjøre den ved et lavere trykk og klare oss uten hydrogenseparasjon og resirkulering."forklarer han Florian Kiefer, prosjektleder for opptaksforbedret metanering kl Flytt.
"En presis vurdering av energieffektiviteten vil imidlertid bare være mulig når demonstratoren er i full drift."

Ett skritt nærmere solbrensel generert ... fra luften

Fra laboratoriet til industrianlegget: tre års forskning med zeolittpellets avsluttet med patentet

Det tok Florian Kiefer og teamet hans rundt tre år å utvikle et nytt reaktorkonsept med zeolittpellets som fungerer som en porøs støtte for katalysatoren og samtidig absorberer vannet som produseres under metaneringsreaksjonen.
Fokuset var også på oppskalering av prosessen: De resonnerte med andre ord på konseptet om hvordan denne prosessen kan implementeres for store anlegg.
For dette formål samarbeidet EMPA med flere industrielle partnere.
Regenereringstid, dvs. tiden som kreves for å tørke ut reaktoren, er avgjørende for reaktordesign og prosessplanlegging.
For å sikre kontinuerlig produksjon av syntetisk metan må minst to reaktorer fungere vekselvis.
Varmestyring er også kritisk for reaktortørking, både ved å fjerne varme fra reaktoren og ved å lagre varmen i katalysatorsjiktet.
Og Florian Kiefers team har allerede innlevert patent på dette området.

Hva vil koste et CO2-nøytralt Sveits?

Et fleksibelt energisystem takket være synfuel: de er enkle å lagre og transportere

Syntetisk drivstoff brukes i konvensjonelle bensin-, diesel- eller gasskjøretøyer.
De høye konverteringstapene er den største ulempen med syndrivstoff: I dag går rundt 50 prosent av primærenergien tapt under produksjon av syntetisk brensel fra fornybar elektrisitet.
I fremtiden kan trolig disse tapene reduseres til 40-45 prosent.
Økonomiske analyser viser at synfuel bare gir mening i tilfeller der direkte elektrifisering ikke er mulig: For eksempel i langdistanse- og tunggodstransport, lasteskip og fly.
Men hvis hele energisystemet vurderes, har syntetisk brensel en avgjørende fordel: de kan lett transporteres over lange avstander, noe som også muliggjør utnyttelse av fjerne fornybare energiressurser.
Videre kan de lagres i lange perioder uten tap.
På denne måten gjør de hjemmet vårt fornybare energisystem mye mer fleksibelt.

Et "solsikkeselskap" for å bekjempe global oppvarming