Brennstoffzelle erzeugt Strom aus Abfall

Eine Brennstoffzelle, die sowohl mit Methanol als auch mit Erdgas betrieben werden kann, ist im „Innovationspark Brennstoffzelle“ in Berlin in Betrieb gegangen. Das auf dem HotModule von MTU CFC Solutions basierende System liefert 250 Kilowatt Strom und 180 Kilowatt thermische Energie und bezieht das Methanol aus den Abfällen einer Mülldeponie.

Testanlagen der Schmelzkarbonatbrennstoffzelle (MCFC) vom Typ HotModule laufen bereits in mehreren deutschen Städten. Die Anlage in Berlin ist jedoch die einzige, die auch mit Methanol betrieben werden kann. Foto: MTU

Mit seinen HotModule–Schmelzkarbonatbrennstoffzellen (MCFC) steht MTU CFC Solutions kurz vor der Marktreife. Nach Angaben der DaimlerChrysler-Tochter soll 2006 die Serienproduktion anlaufen. Um die Praxistauglichkeit der Technologie zu erproben, hat das Unternehmen bisher mehr als ein Dutzend Testanlagen gebaut und in Betrieb genommen.

Neu an dem in Berlin installierten System ist der Betrieb mit Methanol. Der flüssige Brennstoff stammt aus der Berliner Deponie „Schwarze Pumpe“. Dort wird aus organischen Abfällen Synthesegas gewonnen. Aus dieser Mischung aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff lässt sich in einer Synthesereaktion Methanol herstellen. Das Methanol wird in Lastwagen zur Brennstoffzelle in der Eichenstraße im Stadtteil Treptow transportiert und dort in einem 25 Kubikmeter fassenden Tank zwischengelagert.

Bei einem Betrieb der HotModule-Brennstoffzelle mit Erdgas wird der Brennstoff in einer Vorreformierungsstufe erhitzt, entschwefelt und befeuchtet. So kann in der Brennstoffzelle die eigentliche Reformierung ablaufen, bei der der Wasserstoff von der Verbindung abgetrennt wird. Für den Betrieb mit Methanol muss jedoch eine spezielle Vorreformierungsstufe vorgeschaltet werden, das so genannte Methanol Rack. Der Grund: Gelangt Methanol in den Erdgas-Vorreformer, spaltet sich Wasserstoff bereits hier ab. Daher fällt die Reformierung in der Brennstoffzelle selbst weg. Dies führt dazu, dass die Brennstoffzelle überhitzt, denn die Reformierungsreaktion nimmt Wärmeenergie auf.

Mit dem Methanol Rack wird diese Überhitzung dadurch verhindert, dass das Methanol mit Luft vorgekühlt und in einer chemischen Reaktion in Methan verwandelt wird, den Hauptbestandteil von Erdgas. So kann der eigentliche Reformierungsprozess in der Zelle weiterhin stattfinden und eine Überhitzung der Stacks verhindert werden.

Die Anlage kann mit Methanol, mit Erdgas oder mit beiden Brennstoffen gleichzeitig betrieben werden. Der erzeugte Strom wird ins öffentliche Netz eingespeist, die nicht benötigte Wärme gelangt in ein Fernwärmenetz. Die Möglichkeit, auch die von der Brennstoffzelle erzeugte Wärme optimal zu nutzen ist auch der Grund, weshalb die Anlage mitten in Berlin und nicht in direkter Nachbarschaft zur Abfalldeponie steht.

Mit der Anlage wollen die Betreiber – die Unternehmen Vattenfall Europe, E.ON, Bewag und das Bundesministerium für Wirtschaft und Arbeit (BMWA) – die Alltagstauglichkeit des Systems mit verschiedenen Brennstoffen erproben und den Einsatz von Deponiegas zur Stromerzeugung fördern. Die etwa 4,5 Millionen Euro teure Anlage soll mindestens drei Jahre laufen.