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Bio-Methan-Plasmalyse: Den Energiekreislauf schließen

Abfallsammel-Fahrzeuge fahren mit sauberem grünem Wasserstoff, der aus mechanisch-biologischer Abfallbehandlung gewonnen wird. Eine Zukunftsvision? Nein, denn genau dies ist der Plan der Abfallwirtschaft Region Hannover: Der komplette Abfallsammelfahrzeug-Fuhrpark soll nach und nach auf brennstoffzellenbetriebene Wasserstofffahrzeuge umgestellt werden. Um langfristig eigene Wasserstofftankstellen an den Fahrzeugstandorten zu versorgen, soll der grüne Wasserstoff auf dem eigenen Betriebsgelände produziert und gespeichert werden – mittels der Methan-Plasmalyse. 
 

Die Bio-Methan-Plasmalyse einfach erklärt

Wie die Methan-Plasmalyse funktioniert, zeigt das Video: 

 

Vom Restmüll zum Fahrzeugantrieb

Bei unserer biologisch-mechanischen Abfallbehandlung entsteht durch die Vergärung von Rest- und Bioabfällen wertvolles Bio-Methan. Bisher wird auf der Deponie Hannover das Methangas in Blockheizwerken verstromt. Dieses Bio-Methangas wird durch die Bio-Methan-Plasmalyse mittels Hochvolttechnik zu Wasserstoff und zu Kohlenstoff umgewandelt. Im Vergleich zur herkömmlichen Erzeugung von Wasserstoff benötigt die Plasmalyse nur ein Viertel der Energiemenge.

So stellen wir zukünftig aus Bio-Methan Wasserstoff her, der in sogenannten Wasserstofftankstellen gespeichert wird und die brennstoffzellenbetriebenen Abfallsammel-Fahrzeuge bewegt. So schließt sich der Energiekreislauf.

Außerdem fährt das Wasserstofffahrzeug äußerst sparsam: Mit dem neuen wasserstoffbetriebenen Müllwagen werden täglich 132 Kilogramm CO2 eingespart, das sind ca. 34,5 Tonnen im Jahr. Damit setzen wir einen Meilenstein beim Thema Emissionseinsparung. Täglich sind im Raum Hannover 230 Abfallsammelfahrzeuge im Einsatz, die eine Fahrstrecke zwischen 80 und 120 Kilometern zurücklegen und durchschnittlich 55 Liter Diesel je 100 Kilometer verbrauchen. Im Gegensatz dazu reichen bei den Wasserstofffahrzeugen rund zwölf Kilogramm Wasserstoff für zwei Sammeltouren von jeweils acht Stunden. Mit 10,5 Tonnen Zuladung kann das Fahrzeug ebenso viel Abfall wie ein herkömmliches Müllfahrzeug zuladen.

 

FAQs Bio-Methan-Plasmalyse

Das bei der Vergärung von Rest- und Bioabfällen in der Mechanisch-Biologischen-Abfallbehandlungsanlage (MBA) anfallende Biogas wird bisher in Blockheizkraftwerken verstromt. Um einen konsequenten Schritt in Richtung Kreislaufwirtschaft zu gehen, ist es nur logisch, dass aha diesen Rohstoff auch zum Antrieb für die eigenen Fahrzeuge benutzt. Ein weiterer wichtiger Faktor ist die Energieeffizienz: Im Vergleich zur herkömmlichen Erzeugung von Wasserstoff durch Elektrolyse benötigt die Plasmalyse nur ein Viertel der Energiemenge.

Der zum Antrieb benötigte Wasserstoff kann durch den elektrochemischen Prozess der Elektrolyse gewonnen werden, aber auch durch ein neues, innovatives Verfahren, die Methan-Plasmalyse. Durch die Vergärung von Rest- und Bioabfällen wird Methangas gewonnen, das durch die Bio-Methan-Plasmalyse mittels Hochvolttechnik zu Wasserstoff und zu Kohlenstoff umgewandelt wird. Die dafür erforderliche Energie will aha durch Sonnenkollektoren auf dem Deponieberg und die Verstromung von Biogas gewinnen. In einer Brennstoffzelle reagiert der Wasserstoff mit Sauerstoff zu Wasser. Dabei wird die zuvor gespeicherte Energie frei und treibt die Elektro-Motoren der Abfallsammelfahrzeuge an.

Im Zentrum einer treibhausgasneutralen und nachhaltigen Entwicklung steht grüner Wasserstoff, der mithilfe erneuerbarer Energieträger erzeugt wird. Bei aha stammt das zu verarbeitetende Gas aus den Gärbehältern der Mechanisch-Biologischen-Abfallbehandlungsanlage (MBA).

Bei herkömmlichen Verfahren entsteht sogenannter grauer Wasserstoff. Dabei wird die zur Spaltung benötigte Energie aus fossilen Brennstoffen gewonnen und Kohlenstoffdioxid freigesetzt. Darum nennt man es auch grauen Wasserstoff, weil die Herstellung nicht klimaneutral ist.

Der Grundstoff für die Plasmalyse ist Erdgas oder im Fall von aha Biogas. Es besteht zu einem erheblichen Anteil aus Methan und ist eine Kohlenstoff-Wasserstoff-Verbindung. Mithilfe der Plasmalyse kann Methan in seine Kohlenstoff- und Wasserstoffatome aufgespalten werden. So ist es unter der Verwendung von regenerativen Energiequellen möglich, grünen Wasserstoff und Kohlenstoff zu erzeugen.

Wasserstoff aus Erdgas oder Biogas dekarbonisiert die Energiewirtschaft, denn das Methan (CH4) wird nicht verbrannt. Aus Solarenergie wird ein hochfrequentes Spannungsfeld erzeugt und Methan in seine Komponenten Wasserstoff (H2) und Kohlenstoff (C) aufgespalten. Aus 4 kg Methan und 10 kWh Strom entstehen 1 kg Wasserstoff und 3 kg elementarer Kohlenstoff. Der Wasserstoff kann direkt für die CO2-freie Wärme- und Stromgewinnung genutzt werden. Dies ermöglicht einen langfristigen Entzug von CO2 aus dem Kreislauf.

Beim Biomethan-Plasmalyse-Verfahren, kurz Plasmalyse, wird mit Strom das zu verarbeitende Bio-Methangas in Wasserstoff und Kohlenstoff gespalten. So ist es unter der Verwendung von regenerativen Energiequellen grundsätzlich möglich, mit der Plasmalyse grünen Wasserstoff und Carbon Black (elementarer Kohlenstoff) zu erzeugen. Carbon Black kann für die Produktion von Reifen, Gummi, Farben und Lacken, Asphalt und zur Bodenverbesserung genutzt werden. Dieses Verfahren ist weitaus effizienter als bisherige Elektrolyse-Verfahren, weil nur ein Viertel der Energie für die Herstellung von Wasserstoff aufgewendet werden muss.

Anstelle des Wasserstoffs aus fossilem Erdgas lässt sich auch grüner Wasserstoff verwenden – hergestellt mittels Plasmalyse. Damit entfallen die ⁠CO2⁠-Emissionen aus dem Erdgas, es entstehen weniger Treibhausgase bei der Herstellung des Wasserstoffs.

Wie klimaschonend Wasserstoff ist, hängt davon ab, unter welchen Bedingungen er produziert wird. Stammt der verwendete Strom sowie das Bio-Methangas aus erneuerbaren Energien, hat die Wasserstoffproduktion eine neutrale Klimabilanz.

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