Das Ziel des EU-Projekts HELMETH (Integrated High-Temperature Electrolysis and Methanation for Effective Power to Gas Conversion) ist die Machbarkeit eines hocheffizienten Power-to-Gas (P2G bzw. PtG) Prozesses mit thermischer Integration von Hochtemperaturelektrolyse (SOEC) und CO2-Methanisierung zu demonstrieren.

Die innovative Verknüpfung von exothermer Methanisierungsreaktion und endothermer Wasserdampfelektrolyse bietet das Potenzial eines der effektivsten Verfahren zur Speicherung von erneuerbarer elektrischer Energie zu werden.

Durch die hohe Kapazität der vorhandenen Erdgasinfrastruktur und der einspeisefähigen Erdgassubstitut-Qualität sind praktisch keine Speicherprobleme vorhanden.

Zur Realisierung des geplanten P2G Prozesses wie er im Rahmen von HELMETH angestrebt wird, sind einige Entwicklungsschritte notwendig. Der Fokus liegt dabei auf zwei  technischen und sozioökonomischen Gesichtspunkten, die zur erfolgreichen Demonstration der Technologie notwendig sind:

• Erarbeitung der Bedingungen/Szenarien für einen wirtschaftlichen P2G-Betrieb von erneuerbarer elektrischer Energie zu Methan, ohne die CO2 Bilanz der erneuerbaren Energie zu verschlechtern.
• Demonstration der Realisierbarkeit der Umwandlung von erneuerbarer Energie zu Methan mit Wirkungsgraden größer 85%, welche bloßer Wasserstofferzeugung durch Niedertemperaturelektrolyse überlegen wäre.

Im HELMETH Projekt liegt das Hauptaugenmerk auf der Entwicklung eines unter erhöhtem Druck arbeiteten P2G Moduls, welches aus einer optimierten CO2-Methanisierungseinheit und einer thermisch integrierten Hochtemperaturdampfelektrolyse besteht.

HELMETH soll zeigen dass:

• Die Umwandlung von erneuerbarer elektrischer Energie zu speicherbarem Methan mit Hilfe der Hochtemperaturelektrolyse technisch machbar ist.
• Methanisierung und Hochtemperaturelektrolyse durch Nutzung der Reaktionswärme der Methanisierungsreaktion thermisch  gekoppelt werden können und dadurch Wirkungsgrade größer 85% erreicht werden können.

Die Hauptaufgaben des KIT im HELMETH Projekt sind:

• Technische, wissenschaftliche und administrative Koordination
• Entwicklung des Methanisierungsmoduls
• Prozesssimulation
• Wärmetauscher Tests
• Öffentlichkeitsarbeit