MERGE:METHANE

MERGE:METHANE ist ein Power-to-Gas Prozess, der in den Anlagen von moonriver.energy eingesetzt wird. Der input in den Prozess ist grüner Wasserstoff und abgeschiedenes Kohlenstoffdioxid, der output des Prozesses ist synthetisches Methan.

Als Methanisierung wird die Umwandlung von Wasserstoff und Kohlendioxid zu Methan und Wasserdampf bezeichnet. Die chemische Methanisierung wurde 1902 von Paul Sabatier und J.B. Sendersens entwickelt, und ist eine durch einen Katalysator unterstützte exotherme Reaktion. Sie läuft bei Temperaturen von 200 bis 700 °C bei einem Druck von bis zu 80 bar ab, und weist eine Umwandlungseffizienz von 70-85 % im Industriemaßstab auf:
CO₂ + 4H₂ ↔ CH₄ + 2H₂O     Δ_rH₂₉₈ = -165 kJ/mol

Die chemische Methanisierung kann mit unterschiedlichen Reaktortypen durchgeführt werden. Der Reaktortyp legt fest, welche Struktur und Festigkeit der Katalysator besitzt. Überwiegend werden Festbettreaktoren eingesetzt, es gibt aber auch Konzepte auf Basis von Wirbelschicht-, Waben- sowie Blasensäulenreaktoren. Festbett-, Wirbelschicht, und Wabenreaktoren haben einen festen Katalysator, während das Eduktgemisch gasförmig ist. Blasensäulenreaktoren bestehen aus einem festen Katalysator, der in einem mineralischen Öl aufgeschwemmt und fluidisiert wird, sowie einem gasförmigen Eduktgemisch.
Eine weitere Differenzierung erfolgt anhand der Phasenanzahl. Bei den 2-Phasen-Systemen (Festbett-, Wirbelschicht- und Wabenreaktoren) sind die Edukte gasförmig und der Katalysator fest. Bei dem 3-Phasen-System (Blasensäulenreaktoren) sind die Edukte gasförmig, das Wärmeträgermedium flüssig und der Katalysator fest.

Für die chemische Methanisierung empfehlen sich niedrige Betriebstemperaturen, um damit hohe Kohlenstoff-Umsätze zu erzielen. Somit stellt die effiziente Abfuhr der Reaktionswärme ein wichtiges Kriterium dar.