Konditionierung von H2-haltigem Erdgas für den Gasturbineneinsatz durch CO2-Methanisierung

Die Nutzung von temporär anfallender, überschüssiger elektrischer Energie zur Erzeugung von H2 ist ein Bestandteil des Power-to-Gas-Konzeptes (PtG). Mit einer Länge von ca. 40 000 km bietet das Ferngasnetz in Deutschland die Möglichkeit, den Transport und die Speicherung von H2 weitgehend zu übernehmen. Die H2-Toleranz verschiedener Komponenten erweist sich vor dem Hintergrund steigender H2-Gehalte im Erdgas in vielen Fällen als kritisch. Als Betreiber des deutschlandweit größten Ferngasnetzes steht die Open Grid Europe GmbH (OGE) vor der Herausforderung, das Gasnetz für steigende H2-Gehalte zu ertüchtigen. Im Fokus der Betrachtung stand die Konditionierung des Brenngases einer Gasturbine zum Antrieb der Verdichter im Netz. Durch die Konditionierung soll der H2-Gehalt im Brenngasstrom auf unter 1 % H2 gesenkt werden. Dieser Wert wird von Seiten aller Gasturbinenhersteller als unkritisch betrachtet. In einer Vorstudie wurden verschiedene Verfahren zur Wasserstoffumwandlung/-entfernung untersucht. Die katalytische CO2-Hydrierung zu Methan wurde als aussichtsreichstes Konzept zur Reduktion des H2-Gehaltes bis auf die Gasturbinenspezifikation bewertet. Hierbei wird ausgenutzt, dass das für die Methanisierung benötigte CO2 in den meisten Erdgasen schon enthalten ist. In Laborversuchen konnte die grundsätzliche Anwendbarkeit der CO2-Methanisierung zur Reduktion des H2-Gehaltes auf unter 1 % gezeigt werden. Die Katalysatordesaktivierung durch Schwefel- und Kohlenstoffablagerungen wurde mit untersucht.