O projeto principal "Metano de Fontes Renováveis ​​em Aplicações Móveis e Estacionárias" (MethQuest) lançado em 14 de setembro, 2018 visa o desenvolvimento ambientalmente compatível, acessível, e abordagens viáveis ​​para uma transição energética bem-sucedida. O projeto é financiado com 19 milhões de euros pelo Ministério Federal de Economia e Energia (BMWi). A responsabilidade pela coordenação do projeto conjunto foi atribuída à Rolls-Royce Power Systems e ao DVGW Research Center no Instituto Engler-Bunte do Instituto de Tecnologia de Karlsruhe (KIT). Os pesquisadores do KIT participam de dois dos seis projetos conjuntos.

Dentro do projeto líder MethQuest, estão a ser desenvolvidas e analisadas tecnologias que permitirão que os combustíveis à base de metano a partir de energias renováveis ​​sejam usados ​​em aplicações móveis e estacionárias e subsequentemente lançados no mercado. Embora o uso de gás seja generalizado, particularmente para fins de aquecimento, seu potencial para passageiros, frete, e o transporte marítimo quase não foi desenvolvido até agora.

"Para uma transição energética bem-sucedida, é absolutamente essencial que os setores de energia e transporte sejam acoplados e vistos como um todo. Ao mesmo tempo, Os combustíveis à base de metano produzidos com a energia elétrica gerada a partir de fontes de energia renováveis ​​(power-to-gas) serão um fator importante. Eles permitirão que as emissões de gases de efeito estufa sejam reduzidas significativamente, que ajudará a alcançar nossos objetivos de proteção do clima. O desenvolvimento adicional de tecnologias para o uso eficiente de energia desses combustíveis é parte integrante do projeto líder MethQuest, "disse Norbert Brackmann, o coordenador do setor marítimo do governo federal quando o projeto foi lançado oficialmente.

MethQuest busca uma abordagem de sobreposição de setores. "Os seis projetos conjuntos impulsionarão a inovação em uma série de áreas, que vão desde o desenvolvimento de novas soluções para produzir gás a partir de fontes de energia renováveis ​​até novos conceitos de motores para carros particulares, para aplicações estacionárias e unidades de navio, ao projeto de microrredes para portos e portos, "diz o Dr. Frank Graf, Chefe da Divisão de Tecnologia de Gás do DVGW Research Center no Instituto Engler-Bunte do KIT. Junto com Andreas Schell, CEO da Rolls-Royce Power Systems, ele aceitou a notificação oficial de financiamento em nome dos 27 parceiros da indústria e da pesquisa.

O projeto tem um valor total de 32 milhões de euros. O financiamento total do Ministério Federal da Economia e Energia ascende a 19 milhões de euros. Os parceiros irão colaborar em seis projetos conjuntos que vão desde a recuperação de metano até novos conceitos de motores para navios, para plantas de cogeração e carros, ao acoplamento de setor usando soluções de microrrede para portos e portos, à avaliação da análise de sistemas.

O KIT participará de dois projetos "MethQuest":

Entre os parceiros do projeto conjunto MethFuel que se concentra em novas tecnologias de processo para o fornecimento de hidrogênio e dióxido de carbono e para metanação catalítica estão o Grupo de Tecnologia Química do Instituto de Tecnologia Química e Química de Polímeros (ITCP) e o Grupo de Química e Tecnologia de Combustíveis do Instituto Engler-Bunte (EBI ceb), bem como do Instituto Europeu de Pesquisa Energética (EIfER) associado ao KIT. Em seu laboratório conjunto ENERMAT (ENERgy MATerials), O ITCP e o EIfER estudarão como os componentes das usinas de geração de energia a gás, que funcionam com energia de fontes renováveis, lidam com fontes de alimentação com forte flutuação. Atenção especial será dada ao uso ideal de células de eletrólise sólidas sob as condições altamente dinâmicas das aplicações de energia para gás. Além disso, EBI ceb irá estudar metanação trifásica (3PM) que reage rapidamente a flutuações de potência. Isso permite o acoplamento direto de metanação à produção de hidrogênio sem armazenamento temporário e, portanto, redução significativa dos custos de investimento e operação.

O Grupo de Tecnologia de Combustão do Instituto Engler-Bunte (EBI vbt) participa do projeto MethCar que cobre o desenvolvimento de novos motores a gás para carros. Em um motor de carro especificamente adaptado, espera-se que as propriedades especiais do metano comprimido produzido a partir de fontes renováveis ​​resultem em uma eficiência muito alta. Além disso, os motores a metano estão associados a emissões de partículas muito menores do que os motores a diesel e a gasolina. Contudo, os tamanhos das partículas produzidas são menores do que 100 nm de diâmetro. Para evitar a formação dessas partículas sob certas condições de operação, os processos são modelados e descritos por EBI vbt. Isso ajudará a excluir de forma confiável a formação de partículas no projeto subsequente do processo de combustão do MethCar e na calibração do motor.

Os outros projetos conjuntos serão MethPower, MethMare, MethGrid, e MethSys. O MethPower cobrirá novos conceitos de motor para aplicações estacionárias. A MethMare se concentrará em dois conceitos para motores a gás de alta velocidade operáveis ​​dinamicamente para navios. MethGrid se concentrará em soluções na produção, rede, e lados de consumo para o projeto de microrredes para portos e portos. A MethSys cobrirá análises de sistemas dos custos, impacto no clima, e viabilidade das novas tecnologias.

Antecedentes:Processos de energia para gás

Nos chamados processos de energia para gás usando energia elétrica de fontes renováveis ​​de energia, gás ambientalmente correto pode ser gerado e armazenado facilmente para uso posterior quando necessário. O metano dos processos de energia para gás oferece inúmeros benefícios em comparação com outras opções de energia para X, os processos de produção são menos complexos e alcançam níveis de eficiência muito mais elevados. Isso tem um impacto positivo nos custos de produção. Além disso, o gás natural fóssil pode ser substituído fácil e sucessivamente por metano comprimido ou líquido de fontes renováveis ​​de energia. As redes e aplicações de gás existentes ainda podem ser usadas sem a necessidade de modificações caras e demoradas.

Em primeiro lugar, as tecnologias baseadas em gás são bem desenvolvidas e usadas em milhões de aplicações. Em segundo lugar, há uma infraestrutura extensa e de alta capacidade de redes de gás natural existentes e instalações de armazenamento disponíveis, com o qual as flutuações na oferta de energias renováveis ​​podem ser compensadas, grandes quantidades de energia armazenada, e picos de consumo de energia equilibrados. Veículos movidos a gases de fontes renováveis, como um suplemento à e-mobilidade, pode dar uma grande contribuição para a transição energética.