Ethanol aus Exkrementen: Kläranlage in Mannheim stellt Ethanol für Schiffe her

Die Entkarbonisierung der Schifffahrt stellt weiterhin eine Herausforderung dar. Ein deutsches Startup hat gemeinsam mit dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) sowie der Stadtentwässerung der Stadt Mannheim haben nun einen Schritt in diese Richtung gemacht. Spezifisch haben sie die örtliche Kläranlage in Mannheim so nachgerüstet, dass sie zu einer Produktionsstätte für grünen Schiffstreibstoff wurde. Aus den Abwässern der Stadt Mannheim sowie grünem Wasserstoff wird in der „Mannheim 01“ getauften Demonstrationsanlage Methanol gewonnen – und zwar laut ICODOS komplett klimaneutral.

Demonstrationsanlage in Mannheim

Die Technologie ist in Containern untergebracht und verwendet CO2, das in der an das kommunale Klärwerk angebundene Biogasanlage produziert wird. In zwei großen Faultürmen verwandeln Bakterien die Stoffe aus dem Abwasser der Stadt Mannheim in Biogas zum Heizen und CO2. Letzteres war in dem Prozess lange ein unerwünschtes Abfallprodukt. „Die Technologie, mit der wir das Kohlendioxid aus dem Biogasgemisch extrahieren und in Methanol umwandeln, ist das Herzstück unseres neuen und patentierten Verfahrens„, so David-Andre Strittmatter, Gründer von ICODOS.

Das Gasgemisch wird in ein Wasser-Methanol-Gemisch eingeblasen, in dem sich dann nur das CO2 löst. Mittels geeigneter Temperatur-Druck-Kombinationen wird dieses dann wieder freigesetzt, wobei es gleichzeitig mit Wasserstoff zu Methanol umgesetzt werden kann. Die verwendete Kombination von Prozessschritten sei bisher einzigartig, so Strittmatter. Als Produkt entsteht ein Methanol-Wasser-Gemisch, von dem dann nur ein Teil zu reinem Methanol für den Betrieb von Schiffen destilliert wird. Der übrig gebliebene Anteil wird wieder in den Prozess zurückgeführt und fungiert wieder als Lösungsmittel für die CO2-Entnahme. Es handelt sich also quasi um ein sich selbst regenerierendes System.

Grünes Methanol für die Schifffahrt

Normalerweise wird das für die grüne Methanolproduktion benötigte CO2 über Membranen abgetrennt oder in Lösungen mit Stickstoffverbindungen gebunden. Zudem arbeiten einige Wissenschaftler:innen mit metallorganischen Gerüstverbindungen, in denen CO2-Moleküle aufgenommen und gehalten werden kann.

Das ICODOS-Verfahren würde allerdings nicht mit Umgebungsluft funktionieren, da der CO2-Gehalt in ihr zu gering ist. Das Verfahren benötigt einen CO2-Anteil von mindestens zwei Prozent – Umgebungsluft enthält etwa 1/20 Prozent. Aber es gibt genug Quellen für Gasgemische mit ausreichendem CO2-Gehalt, etwa Biogas oder Schlämme aus der Zellstoffproduktion und Abgase aus Zementwerken oder Müllverbrennungsanlagen. Aktuell konzentriert sich ICODOS auf biogene Quellen.

Prozess ist recht energiehungrig

Die Demonstrationsanlage in Mannheim kann pro Jahr zwischen 15.000 und 17.000 Liter Methanol pro Jahr produzieren. Das ist noch nicht viel – für größere Mengen, so Strittmatter, brauche man dezentrale Anlagen. Diese könnten künftig auch Container- und Kreuzfahrtschiffe mit grünem Methanol versorgen. Aber auch die Chemieindustrie könnte von solchen Anlagen profitieren – für sie ist Methanol ein wichtiger Rohstoff.

Im Grunde, erklärt Strittmatter weiter, sei die Technologie beliebig skalierbar. Allerdings sei das Angebot an Gasgemischen und grünem Wasserstoff begrenzt. Außerdem ist die Methode derzeit noch recht energiehungrig. „Für eine Anlage im konventionellen Maßstab bräuchte man schon einen eigenen Windpark von vier bis fünf Gigawatt„, so Strittmatter. Um die Technologie in großem Maßstab einzusetzen, muss sie also wahrscheinlich noch etwas wirtschaftlicher werden

via ICODOS