Preis der deutschen Gaswirtschaft für Innovation und Klimaschutz 2018

Unter der Schirmherrschaft von Bundesforschungsministerin Anja Karliczek hat die deutsche Gasbranche am 22. November 2018 in Berlin innovative Konzepte zur Nutzung des vielseitigen Energieträgers Erdgas ausgezeichnet. Getragen wurde der 20. Innovationspreis von den vier Verbänden ASUE, BDEW, DVGW und Zukunft ERDGAS sowie dem diesjährigen Partner Wintershall.

Im Vorfeld der Abendveranstaltung waren bei den Organisatoren über 50 Bewerbungen aus Industrie, Handwerk und Wissenschaft in den fünf Kategorien eingegangen:

Unter den zahlreichen Einreichungen entschied sich die Jury unter Leitung von Prof. Dr. Reinhard Schomäcker vom Institut für Chemie an der TU Berlin am Ende für fünf Projekte. Die prämierten Energiekonzepte verfügten speziell vor dem Hintergrund der damaligen Transformationsprozesse in den Schlüsselsektoren Strom, Mobilität, Wärme und Industrie über besonders weitreichende Forschungs- und Entwicklungsperspektiven.

Dabei zeigten die Preisträger 2018 insbesondere die Potenziale und vielseitigen Einsatzmöglichkeiten von Gas für die Transformation des Energiesystems. "Die ausgezeichneten Projekte wie auch die übrigen Bewerbungen um den Preis zeigen eindrucksvoll, dass die Erdgasbranche schon heute mit Hochdruck an neuen Technologien arbeitet, die das emissionsarme Energiesystem von morgen wesentlich mitgestalten werden", so Schomäcker.

Preis in der Kategorie Innovative Produkte:
BOOSTHEAT Deutschland GmbH für die Gas-Brennwertheizung mit integrierter neuartiger Gas-Wärmepumpe für den Kesseltausch im Gebäudebestand

Basierend auf einer langwierigen Entwicklung hat BOOSTHEAT in 2018 eine technologische Neuheit auf den deutschen Heizungsmarkt gebracht. Wird der Markt im Neubau zurzeit von Gasbrennwertthermen und Elektrowärmepumpen beherrscht, so kombiniert die vorgestellte Heizung die Vorteile beider Technologien in einem Gerät.

Das Kernstück der in jedem Hauswirtschaftsraum installierbaren Anlage besteht aus einem speziellen und weltweit patentierten Kolbenverdichter. Ähnlich einem Stirlingmotor werden drei Kolben durch Gasbrenner in eine wechselnde Schwingung versetzt, auf deren Hubspitze sie das halogenfreie Kältemittel CO2 verdichten und aufheizen. Wie bei allen Wärmepumpen wird diese thermische Energie als Nutzenergie an den Wohn- oder Arbeitsraum abgegeben, bevor das Kältemittel entspannt wird und sich dabei stark abgekühlt. Bevor es wieder in den Verdichter geführt wird, nimmt das Kältemittel frei verfügbare Umweltwärme auf und bindet sie höchst effizient in die Gebäudeheizung ein.

Im Vergleich zu anderen Gaswärmepumpen weist dieses Gerät einen bisher unerreichten Gesamtwirkungsgrad von bis zu 200 % auf und spart dadurch im Vergleich zu Altanlagen bis zu 65 % Energie ein. Als Brennstoff kann Erd-, Bio-, Flüssig- oder Synthesegas eingesetzt werden, so dass die Anlage auch für zukünftige Änderungen im Gasnetz gerüstet ist.

Die Jury hat dieses Produkt ausgezeichnet, weil die Effizienz der BOOSTHEAT Gaswärmepumpe neue Maßstäbe im deutschen Heizungsmarkt setzen und damit einen Beitrag zum Gelingen der noch in der Entwicklung befindlichen Wärmewende leisten kann.

Zu BOOSTHEAT

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Preis in der Kategorie Effiziente Energiekonzepte:
Stadtwerke Augsburg Energie GmbH für eine Power-to-Gas-Anlage als Wärmequelle in einer sanierten Wohnanlage

Die Stadtwerke Augsburg nutzten die Sanierung einer 1974 erbauten Wohnanlage, um ein richtungsweisendes Konzept zur dezentralen Erzeugung und Speicherung von elektrischer, thermischer und chemischer Energie in einem Reallabor zu testen.

Die Herausforderung war, die technisch komplexen Einrichtungen so zu verschalten, dass ein für die Bewohner ausfallsicheres Versorgungskonzept entsteht. Dazu wurden auf den Dächern PV-Anlagen installiert, deren Strom zum einen zur Versorgung der Mieter dient, zum anderen aber mit einem Elektrolyseur zur Herstellung von Wasserstoff in einer Power-to-Gas Anlage genutzt wird. Dieser Wasserstoff wird anschließend zusammen mit Kohlendioxid in einem Reaktor methanisiert und wie Gas gespeichert, so dass es später in den ebenfalls neu installierten BHKW und Brennwertkesseln innerhalb der Wohnanlage genutzt werden kann, wenn die Sonne nicht scheint. Abgerundet wird das Anlagenkonzept von großvolumigen Wärmespeichern, die einen allumfassenden Anlagenwirkungsgrad bis zu 90 % ermöglichen.

Preis in der Kategorie Forschung & Entwicklung:
Karlsruher Institut für Technologie KIT zusammen mit dem Institute for Advanced Sustainability Studies IASS für die Dekarbonisierung von Methan, umweltfreundliche Herstellung von Wasserstoff

Wasserstoff (H2) ist ein alternativer und wegen seiner guten Umwelteigenschaften hochgehandelter Energieträger. Weiterhin ist das Gas aber auch in industriellen Produktionsprozessen von großer Bedeutung. Heute wird der Wasserstoff in Steam Reformern aus Erdgas (Methan, CH4) erzeugt, wobei neben dem Wasserstoff große Mengen von CO2 anfallen und in die Atmosphäre abgegeben werden. Von einem Forscherteam des KIT in Karlsruhe und des IASS in Potsdam wurde ein Verfahren zur CO2-freien Herstellung von Wasserstoff entwickelt.

Nach der fehlenden öffentlichen Akzeptanz für die CCS-Technologie zur Einlagerung von CO2 wird mit dem prämierten Verfahren eine Alternative vorgestellt. Das Methan, das auch aus beliebigen grünen Quellen stammen kann, wird hier durch eine sehr spezielle Reaktionsanlage geführt. In einem Reaktionsgefäß wird ein flüssiges Metall bei 1.200 °C vorgehalten. In dieses Gefäß wird das Methan eingegast, worauf es in Blasen innerhalb des flüssigen Metalls aufsteigt – man spricht daher von einem Blasensäulenreaktor. Während des Aufstiegs zerfällt das Methan in seine Bestandteile. Aus Methan (CH4) entstehen Wasserstoff (H2) und Kohlenstoff (C). Weil kein Sauerstoff (O) anwesend ist, entsteht kein CO2. Stattdessen fällt der Kohlenstoff in reiner, elementarer Form an, während der Wasserstoff aufgefangen und genutzt werden kann.

Der reine Kohlenstoff kann Rohstoff für viele industrielle Verfahren sein. Andererseits kann das feste, schwarze Granulat sicher und völlig gefahrlos eingelagert werden, um den Kohlenstoff aus dem Stoffkreislauf unserer Umwelt zu entziehen. Dadurch besteht auch für die energieintensive Industrie die Chance, ihre CO2-Emissionen auf ein Minimum zu reduzieren.

Zum KIT

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Preis in der Kategorie Mobilität & Verkehr:
AIDA Cruises – German Branch of Costa Crociere S.p.A. für die AIDAnova: Das erste Kreuzfahrtschiff mit umweltschonendem LNG-Antrieb

Kreuzfahrtschiffe transportieren in einer wachsenden Branche Touristen zu den schönsten Zielen der Erde. Damit geht leider immer auch eine Abgasfahne einher, die wegen des oft als Treibstoff verwendeten Schweröls und Schiffsdiesels große Mengen an Ruß, Schwefeloxiden (SOX), Stickstoffoxiden (NOX) und Kohlendioxid (CO2) ausstoßen. Neue Wege beschreitet nun die Reederei der AIDA-Flotte mit ihrem neuesten Schiff – der AIDAnova.

Mit der AIDAnova wird 2018 das weltweit erste Kreuzfahrtschiff in Betrieb genommen, das im Hafen und auch auf See vollständig mit umweltfreundlichen LNG-Motoren betrieben werden kann. Ihre vier Dual-Fuel-Motoren können dazu aus drei bordeigenen Tanks mit LNG versorgt werden. Deren Kapazität sichert die Versorgung des Schiffes für etwa 14 Tage. Das gekühlte und verflüssigte Erdgas wird auf der AIDAnova verdampft und anschließend in den Motoren genutzt. Dabei ist das Motorenabgas deutlich sauberer als das früherer Antriebskonzepte. So werden SOX und Ruß im LNG-Betrieb im Vergleich zu konventionellem Schiffsdiesel um 99 %, NOX um 80 % und CO2 um 20 % reduziert.

Die AIDA Cruises setzt auf die saubere Technik, um schädliche Emissionen so weit wie möglich zu vermeiden. Dabei nimmt die Reederei eine weltweite Vorreiterrolle ein. Das Green Cruising wird sich nach dem mit der AIDAnova erfolgten ersten Schritt hoffentlich global etablieren.

Zu AIDA

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Sonderpreis Start-Up:
INERATEC GmbH für die innovative chemische Reaktortechnologie für PtX- und GtX-Anlagen

Dezentrale Konzepte müssen grundsätzlich kompakt und auch mit relativ kleinen Stoffströmen wirtschaftlich sein. In industriellen Maßstäben sind etablierte Technologien oft relativ günstig verfügbar, aber das Scale-Down ist nur schwer möglich. Dagegen können in der von INERATEC entwickelten Anlage mit innovativen Mikroreaktoren beliebige methanhaltige Gase wie Erdgas, Erdölbegleitgas, Synthesegas oder Biogas in flüssige und feste, synthetische Kohlenwasserstoffe umgewandelt werden.

Power-to-Liquid (PtL), Power-to-Gas (PtG) und Gas-to-Liquid (GTL) – diese drei Prozesse installiert INERATEC je nach Anforderung in einem 40’’-Container. Derartig flexibel aufgestellt, erlaubt das intelligente Modulkonzept die Abkehr von den bekannten, riesigen Ölraffinerien hin zu einer dezentralen Produktion von exakt der jeweils gewünschten Komponente. Das mögliche Produktspektrum umfasst dabei Kraftstoffe wie Benzin, Kerosin und Diesel, aber auch hochwertige Wachse für die chemisch-pharmazeutische Industrie.

Auf Basis des INERATEC-Systems kann die ganze Bandbreite der petrochemischen Produkte an einem Ort mit günstig verfügbarer Energie aus Wasser und CO2 hergestellt werden. So könnten die Container innerhalb von Windparks aufgestellt werden, ohne dass aufwändige, verlustbehaftete Stromnetze gebaut werden müssen. Auch lokal auftretender Überschussstrom aus anderen Quellen kann so in eine speicherbare Form überführt werden.

Zu INERATEC

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