Als strombasierter, sauber verbrennender Kraftstoff gilt Dimethylether als Zukunftsoption – nicht nur für den bislang dieselbetriebenen Schwerlastverkehr auf der Straße und auf dem Wasser.

Auch für Baufahrzeuge und stationäre Blockheizkraftwerke ist Dimethylether (DME) vielversprechend. In FlexDME untersuchten die Forschenden die Herstellung von strombasiertem DME und entwickelten eine Demonstrationsanlage zur Erzeugung aus Elektrolysewasserstoff und Biogas. Ein Vorteil: Das im Biogas enthaltene CO₂ kann als Kohlenstoffquelle genutzt und wesentlich energie- und kostengünstiger in ein Synthesegas umgewandelt  werden als es mit der sonst üblichen Dampfreformierung möglich ist. Die  anschließende Reaktion zu DME erfolgte in einem speziell designten Reaktor. Dabei wurde der DME-Synthesereaktor so ausgelegt, dass in beiden Modi – ob nun Biogas- oder Wasserstoff-Modi – sowohl die Ausbeute des hergestellten DME, als auch die Wärmeabfuhr optimiert sind. Die durch die Synthesereaktion entstandene Wärme der DME-Synthese kann nämlich wiederum als Wärmeeintrag für die Produktionsaufbereitung genutzt werden.

Flexibler Betrieb und Upscaling möglich

Eine weitere Besonderheit liegt auch in der Flexibilität der Anlage: Sie kann ganzjährig betrieben werden, auch wenn vorübergehend kein Elektrolysewasserstoff auf Basis erneuerbaren Stroms vorhanden ist. Eine Herausforderung ist, eine besonders effiziente und kostengünstige Abtrennung von DME aus den Reaktionsprodukten zu entwickeln. Um dieser Herausforderung zu begegnen wurde ein Aufbereitungsmodul eingesetzt, worin mittels Destillation DME mit einer Reinheit von über 95 Prozent abgetrennt werden konnte.

Eigenschaften von Dimethylether haben viele Vorteile

Darüber hinaus wurde die Anlage so gestaltet, dass ein einfaches Upscaling auf typische Leistungen von heutigen Biogasanlagen möglich ist. Denn DME bietet hervorragende Eigenschaften, etwa eine rußfreie Verbrennung und eine relativ hohe Speicherdichte. Im  Vergleich mit einem Dieseltank muss ein DME-Tank nur etwa das Doppelte an Volumen haben, um dieselbe Entfernung bewältigen zu können. Bei rein strombasiertem Antrieb hingegen würde eine Batterie für dieselbe Wegstrecke etwa das zehnfache an Volumen benötigen.

Das Vorhaben wird aus Mitteln des Energieforschungsprogramms der Bundesregierung gefördert.

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