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In der Pilotanlage der TU Darmstadt hat das VERENA-Forschungsteam Prozessschritte untersucht. © EST, TU Darmstadt
In der Pilotanlage der TU Darmstadt hat das VERENA-Forschungsteam Prozessschritte untersucht.

Produktion von Wasserstoffderivaten
Weniger CO₂ durch Abfall: Wie Reststoffe in Strom und synthetische Energieträger umgewandelt werden

23.04.2026 | Aktualisiert am: 23.04.2026

Abfall und Reststoffe werden in der Regel verbrannt. Dabei entstehen große Mengen an Kohlendioxid. Wie stattdessen daraus synthetische Energieträger und Strom gewonnen werden können, hat ein Wissenschaftsteam im Forschungsprojekt VERENA in einer Polygenerationsanlage untersucht.

Klärschlamm oder Holzreste als Grundstoff für synthetische Energieträger und Strom? Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Industrieunternehmen und Forschung haben sich im Projekt VERENA (Vergasungsprozesse mit integrierter Überschussstromeinbindung zur flexiblen Stromerzeugung und Herstellung synthetischer Energieträger aus Reststoffen) mit vielen Fragen entlang der kompletten Wertschöpfungskette beschäftigt.

Auf der Graphik ist der VERENA-Prozessablauf als Skizze zu sehen. © EST, TU Darmstadt
Die VERENA-Prozesskette zeigt, wie aus Reststoffen Strom (rot markiert) oder bei Stromüberschuss im Netz Methanol oder ein anderer Energieträger (blau markiert) hergestellt wird.

Zirkuläre Kreislaufwirtschaft reduziert den Kohlendioxidausstoß

„Ziel des Forschungsprojekts war es, Reststoffe und Abfall, die nicht über den klassischen Recycling-Weg verwertet werden, stofflich zu nutzen und so den CO2-Ausstoß entscheidend zu reduzieren“,  berichtet VERENA-Projektkoordinator Prof. Bernd Epple von der TU Darmstadt. Dazu hat das Forschungsteam die verschiedenen Reststoffe zunächst aufbereitet und in fünf verschiedenen Vergasungsprozessen in ein wasserstoffreiches Rohgas umgewandelt. Als Verfahren kamen Flugstromvergasung, Hochtemperatur-Winkler-Vergasung (HTW®), Chemical-Looping-Vergasung (CL), Festbett und COORVED-Vergasung zum Einsatz.

Nach dem entsprechenden Reinigungsprozess kann aus dem Rohgas Strom produziert oder es in den anderen Zeiten in synthetische Kraftstoffe wie Methan, Methanol oder synthetischen Diesel umgewandelt werden (Polygeneration). „In VERENA haben wir erfolgreich die gesamte Prozesskette von der Vergasung und Gasaufbereitung bis zur Synthese im Pilotmaßstab realisiert“,  berichtet Bernd Epple. Zudem hat das Wissenschaftsteam das Polygenerations-Konzept technoökonomisch bewertet und eine Lebenszyklusanalyse durchgeführt.

Verfahrenskonzept hat weltweites Alleinstellungsmerkmal

Zur Einordnung: Kommerzielle Anlagen, die Kohle oder Reststoffe vergasen, existieren bereits, unter anderem in Japan, Südkorea, Nordamerika oder Nordeuropa. In den meisten Fällen wird das erzeugte Synthesegas jedoch ausschließlich energetisch zur Strom- und Wärmeerzeugung genutzt. Hierfür genügt eine geringe Gasqualität. „Eine Polygenerationsanlage, die aus festem Brennstoff ein hochwertiges Synthesegas produziert und aus diesem flexibel sowohl Strom als auch Kraftstoffe erzeugen kann, existiert bis heute nicht“, führt Bernd Epple das Alleinstellungsmerkmal des Forschungsprojekts aus. (it)

Die wichtigsten Projekterkenntnisse

  • Das Wissenschaftsteam hat die gesamte Prozesskette von der Vergasung bis zur Methanolherstellung erfolgreich erprobt.
  • Als Reststoffe wurden biogene Rest- und Abfallstoffe sowie Ersatzbrennstoffe aus Gewerbe-, Hausmüll- und Produktionsabfällen genutzt. Auf Grundlage der Einsatzstoffcharakterisierung wurde die thermochemische Datenbank GTOx  erweitert.
  • Die fünf im Projekt angewendeten Vergasungsverfahren funktionieren insgesamt gut für die neuen Einsatzstoffe.
  • Die Untersuchungen an den Pilot- und Versuchsanlagen haben umfangreiche Daten zum Reaktionsverhalten und Stoffeigenschaften sowie den Nachweis für die Eignung der Rest- und Abfallstoffe als Einsatzmaterial gebracht.
  • Wirtschaftlich betrachtet sind die hohen Investitionskosten für die Polygenerationsanlage eine große Herausforderung, da die Anlagenkapazitäten aufgrund der geringen Verfügbarkeit der Reststoffströme gering sind. Daher ist die Stromproduktion im Vergleich zu konventionellen Kraftwerken teurer. Sie könnten aber bei entsprechender Förderung einen wichtigen Beitrag zur Netzstabilität liefern.
  • Die Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen zeigten, dass die Herstellung von Methanol aus Abfällen günstiger ist als aus regenerativ hergestelltem Wasserstoff und CO2. Anlagen, die sich auf die Produktion von Methanol aus Rest- und Abfallstoffen mittels Vergasung fokussieren, sind daher wirtschaftlich äußerst attraktiv.

Dossier Energieforschung und Innovation

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