Wenn eine neue Fackel über Dortmund brennt

Testanlage für Methanpyrolyse: Wasserstoff und Graphit aus einem Prozess

Über Jahrzehnte prägte eine weithin sichtbare Flamme den Himmel über Dortmund-Hörde. Die „Hörder Fackel“ verbrannte überschüssiges Konvertergas des Stahlwerks Phoenix-Ost und wurde zum Symbol einer Epoche, in der Kohle und Stahl Arbeit, Wohlstand und Identität der Region bestimmten. Mit der Stilllegung des Werks erlosch die Flamme; 2004 wurde der markante Kamin gesprengt. 

Nun leuchtet in Dortmund wieder eine Fackel – kleiner, experimenteller und mit einer völlig anderen Perspektive. An der Testanlage von einem Joint Venture zwischen der ABP Induction GmbH und der H-Iron GmbH, wird der erzeugte Wasserstoff derzeit noch kontrolliert verbrannt, weil es in der Region bislang keinen unmittelbaren Abnehmer gibt. Das Bild erinnert unweigerlich an die industrielle Vergangenheit Hördes. Doch diesmal steht die Flamme nicht für das Ende eines klassischen Produktionsprozesses, sondern für den Anfang einer neuen Technologie.

Wie lässt sich Wasserstoff klimafreundlicher herstellen und gleichzeitig ein industriell nutzbarer Kohlenstoff gewinnen? Mit dieser Frage beschäftigt sich das Joint Venture. Das Unternehmen entwickelt ein Verfahren zur Methanpyrolyse, das Erdgas oder Biomethan in Wasserstoff und festen Kohlenstoff aufspaltet. Eine Demonstrationsanlage soll nun zeigen, wie sich die Technologie aus dem Versuchsmaßstab in eine industrielle Anwendung übertragen lässt. Sie wird mit einem Ofen betrieben, den ABP weltweit an Gießereien verkauft. Das Unternehmen, das seit knapp 100 Jahren mit seinen Vorgängerunternehmen am Standort Dortmund beheimatet ist, gilt als Vorreiter für die Dekarbonisierungsbewegung in der metallverarbeitenden Industrie. Dank der Induktionsofentechnologie können Gießereien je nach Energieträgerwahl CO2-neutral produzieren, die innovativen Digitalisierungslösungen von ABP bringen zusätzlich Effizienz und Prozessoptimierungen in jeden Industriebetrieb mit Ofenanlagen.

Das Joint Venture verfolgt zusätzlich einen spannenden Ansatz. Das Grundprinzip klingt zunächst einfach: Erdgas oder Biomethan wird in einen Reaktor geleitet und dort in flüssiges Eisen eingebracht. Der Induktionsofen von ABP erzeugt die für den Prozess erforderlichen hohen Temperaturen. Unter diesen Bedingungen zerfallen die Methanmoleküle in gasförmigen Wasserstoff und festen Kohlenstoff. 

Der Wasserstoff steigt im Reaktor auf und wird anschließend in einer sogenannten PSA-Anlage gereinigt. Der feste Kohlenstoff sammelt sich dagegen an der Oberfläche, wird aus dem Reaktor ausgetragen und über eine Trennzone in einen Speicher geleitet. Nach Angaben von ABP und H-IRON soll dabei hochreines Graphit entstehen, das beispielsweise als Material für Batterieanoden eingesetzt werden kann. 

Damit liefert das Verfahren zwei strategisch wichtige Produkte: Wasserstoff als Energieträger und Ausgangsstoff für industrielle Prozesse sowie Graphit für Batterien und weitere Hightech-Anwendungen.

Die Testanlage ist dabei mehr als eine vergrößerte Laboranlage. Sie soll zeigen, wie stabil der Prozess im kontinuierlichen Betrieb funktioniert, wie Wasserstoff und Kohlenstoff zuverlässig getrennt werden können und welche Anpassungen für eine spätere industrielle Skalierung erforderlich sind. Auf Grundlage dieser Ergebnisse ist geplant, das Anlagendesign weiterzuentwickeln und ab 2028 eine Produktion im industriellen Maßstab aufzunehmen. 

Ein Vorteil der Methanpyrolyse liegt darin, dass der im Methan enthaltene Kohlenstoff nicht als gasförmiges CO₂ anfällt, sondern in fester Form abgeschieden wird. Dadurch lässt er sich unmittelbar sammeln und als Rohstoff weiterverwenden. Das unterscheidet das Verfahren von der konventionellen Dampfreformierung, bei der CO₂ entsteht und für eine emissionsärmere Produktion abgeschieden und gespeichert werden müsste. 

H-IRON gibt an, dass der Prozess bei der Nutzung von Erdgas und erneuerbarem Strom ohne direkte CO₂-Intensität betrieben werden könne. Bei Biomethan als Ausgangsstoff sei rechnerisch sogar eine negative Kohlenstoffintensität möglich. 

Dezentrale Wasserstoffproduktion als Chance

Die Technologie könnte besonders an Standorten interessant sein, an denen Wasserstoff benötigt wird, aber noch keine geeignete Transportinfrastruktur vorhanden ist. Durch einen modularen Aufbau sollen die Anlagen nach Unternehmensangaben an unterschiedliche Produktionsmengen angepasst und näher bei den industriellen Abnehmern errichtet werden können. 

Denkbare Einsatzfelder reichen von der Stahl- und Chemieindustrie über die Ammoniakproduktion bis hin zur Energieversorgung und Mobilität. Gleichzeitig könnte das erzeugte Graphit dazu beitragen, regionale Wertschöpfungsketten für Batterien und andere Hochtechnologien aufzubauen.

Die Testanlage auf dem Gelände von ABP Induction im Dortmunder Hafen wird damit zum entscheidenden Praxistest: Sie muss zeigen, ob sich das vielversprechende Verfahren technisch stabil, wirtschaftlich und in ausreichender Größenordnung betreiben lässt. Gelingt dieser Schritt, könnte die Methanpyrolyse zu einem wichtigen Baustein für eine resilientere und emissionsärmere Industrie werden.