Il progetto principale "Metano da fonti rinnovabili in applicazioni mobili e fisse" (MethQuest) è stato lanciato il 14 settembre, Il 2018 è finalizzato allo sviluppo ecocompatibile, conveniente, e approcci fattibili per una transizione energetica di successo. Il progetto è finanziato con 19 milioni di euro dal Ministero federale dell'economia e dell'energia (BMWi). La responsabilità del coordinamento del progetto congiunto è stata assegnata a Rolls-Royce Power Systems e al Centro di ricerca DVGW presso l'Istituto Engler-Bunte del Karlsruhe Institute of Technology (KIT). I ricercatori del KIT partecipano a due dei sei progetti congiunti.

All'interno del progetto principale MethQuest, sono da sviluppare e analizzare tecnologie che consentiranno di utilizzare combustibili a base di metano da fonti rinnovabili in applicazioni mobili e fisse e successivamente lanciarle sul mercato. Mentre l'uso del gas è diffuso, in particolare per il riscaldamento, il suo potenziale per i passeggeri, trasporto, e il trasporto marittimo è stato poco sviluppato fino ad oggi.

"Per una transizione energetica di successo, è assolutamente essenziale che i settori dell'energia e dei trasporti siano accoppiati e considerati nel loro insieme. Allo stesso tempo, un fattore importante saranno i combustibili a base di metano prodotti utilizzando energia elettrica generata da fonti energetiche rinnovabili (power-to-gas). Consentiranno di ridurre significativamente le emissioni di gas serra, che contribuirà a raggiungere i nostri obiettivi di protezione del clima. L'ulteriore sviluppo di tecnologie per l'uso efficiente dal punto di vista energetico di questi combustibili è parte integrante del progetto principale MethQuest, " disse Norbert Brackmann, il coordinatore del governo federale per l'industria marittima quando il progetto è stato lanciato ufficialmente.

MethQuest persegue un approccio di sovrapposizione settoriale. "I sei progetti congiunti spingeranno l'innovazione in una serie di aree che vanno dallo sviluppo di nuove soluzioni per produrre gas da fonti di energia rinnovabile a nuovi concetti di motore per auto private, alle applicazioni stazionarie e alle unità navali, alla progettazione di microgrid sia per l'entroterra che per i porti marittimi, "dice il dottor Frank Graf, Capo della Divisione Tecnologia del gas del Centro di ricerca DVGW presso l'Istituto Engler-Bunte di KIT. Insieme ad Andreas Schell, CEO di Rolls-Royce Power Systems, ha accettato la notifica ufficiale del finanziamento a nome dei 27 partner dell'industria e della ricerca.

Il progetto ha un valore complessivo di 32 milioni di euro. Il finanziamento totale del Ministero federale dell'economia e dell'energia ammonta a 19 milioni di euro. I partner collaboreranno in sei progetti congiunti che vanno dal recupero del metano a nuovi concetti di motori per navi, agli impianti di cogenerazione e alle automobili, all'accoppiamento settoriale utilizzando soluzioni di microgrid sia per l'entroterra che per i porti marittimi, alla valutazione dell'analisi dei sistemi.

KIT parteciperà a due progetti "MethQuest":

Tra i partner del progetto congiunto MethFuel che si concentra su nuove tecnologie di processo per la fornitura di idrogeno e anidride carbonica e per la metanazione catalitica ci sono il Chemical Technology Group dell'Institute for Chemical Technology and Polymer Chemistry (ITCP) e il Fuel Chemistry and Technology Group dell'Istituto Engler-Bunte (EBI ceb) e dell'Istituto europeo per la ricerca energetica (EIfER) associato al KIT. Nel loro laboratorio congiunto ENERMAT (ENERgy MATerials), L'ITCP e l'EIfER studieranno come i componenti degli impianti power-to-gas, alimentati da energia proveniente da fonti di energia rinnovabile, reagiscono a un'alimentazione elettrica fortemente fluttuante. Particolare attenzione sarà rivolta all'utilizzo ottimale di celle di elettrolisi solide nelle condizioni altamente dinamiche delle applicazioni power-to-gas. Inoltre, EBI ceb studierà la metanazione trifase (3PM) che reagisce rapidamente alle fluttuazioni di potenza. Ciò consente l'accoppiamento diretto della metanazione con la produzione di idrogeno senza stoccaggio temporaneo e, quindi, significativa riduzione dei costi di investimento e di esercizio.

Il Combustion Technology Group dell'Engler-Bunte Institute (EBI vbt) partecipa al progetto MethCar che riguarda lo sviluppo di nuovi motori a gas per auto. In un motore per auto appositamente adattato, si prevede che le speciali proprietà del metano compresso prodotto da fonti rinnovabili si traduca in un'efficienza molto elevata. Inoltre, i motori a metano sono associati a emissioni di particolato molto inferiori rispetto ai motori diesel e benzina. Però, le dimensioni delle particelle prodotte sono inferiori a 100 nm di diametro. Per prevenire la formazione di queste particelle in determinate condizioni operative, i processi sono modellati e descritti da EBI vbt. Ciò contribuirà a escludere in modo affidabile la formazione di particelle nella successiva progettazione del processo di combustione di MethCar e nella calibrazione del motore.

Gli altri progetti congiunti saranno MethPower, MethMare, MethGrid, e MethSys. MethPower riguarderà nuovi concetti di motore per applicazioni stazionarie. MethMare si concentrerà su due concetti per motori a gas ad alta velocità azionabili dinamicamente per navi. MethGrid si concentrerà sulle soluzioni per la produzione, griglia, e consumi per la progettazione di microgrid per l'entroterra e per i porti marittimi. MethSys coprirà le analisi di sistema dei costi, impatto sul clima, e fattibilità delle nuove tecnologie.

Contesto:Processi Power-to-Gas

Nei cosiddetti processi power-to-gas che utilizzano energia elettrica da fonti energetiche rinnovabili, il gas ecologico può essere generato e immagazzinato facilmente per un uso successivo come e quando richiesto. Il metano dai processi power-to-gas offre numerosi vantaggi rispetto ad altre opzioni power-to-X, i processi produttivi sono meno complessi e raggiungono livelli di efficienza molto più elevati. Questo ha un impatto positivo sui costi di produzione. Inoltre, il gas naturale fossile può essere sostituito facilmente e successivamente da metano compresso o liquido proveniente da fonti energetiche rinnovabili. Le reti e le applicazioni del gas esistenti possono ancora essere utilizzate senza la necessità di modifiche costose e dispendiose in termini di tempo.

in primo luogo, le tecnologie basate sul gas sono ben sviluppate e utilizzate in milioni di applicazioni. In secondo luogo, è disponibile un'infrastruttura ampia e ad alta capacità di reti di gas naturale e impianti di stoccaggio esistenti, con cui compensare le fluttuazioni nell'approvvigionamento di energie rinnovabili, grandi quantità di energia immagazzinata, e picchi di consumo energetico equilibrati. Veicoli alimentati con gas da fonti rinnovabili, come supplemento alla mobilità elettrica, può dare un contributo importante alla transizione energetica.