Doorbraak: CO2 wordt omgezet in aardgas voor energieopslag via het gasnet

In dit artikel:

Onderzoekers van Pennsylvania State University hebben een schaalbare reactor ontworpen die CO₂ en hernieuwbare stroom omzet in methaan, en publiceerden de resultaten in het tijdschrift Water Research. Het systeem gebruikt zonne- of windstroom om water te splitsen; de vrijgekomen waterstof dient als brandstof voor methanogene micro-organismen die samen met CO₂ methaan produceren. Dit synthetische methaan is chemisch identiek aan aardgas en kan daardoor direct worden opgeslagen en vervoerd via bestaande gasnetten.

Het technisch onderscheidende element is een “zero-gap”-opzet waarbij elektrodes door een zeer dun membraan gescheiden zijn, wat interne verliezen minimaliseert en de efficiëntie behoudt bij opschaling. Waar eerdere bioreactoren bij grotere afmetingen vaak in rendement kelderden, vergrootten de onderzoekers het elektrodeoppervlak ongeveer tien keer zonder noemenswaardig verlies. Bij proeven op 30 °C leverde de reactor tot 6,9 liter methaan per liter reactorvolume per dag, met een coulombische efficiëntie boven 95%. De totale energie-efficiëntie lag rond 45–47 procent, hoog voor biologische conversieprocessen.

De belangrijkste meerwaarde zit niet zozeer in de gasproductie zelf, maar in het oplossen van het opslagprobleem van hernieuwbare energie. Door overtollige elektriciteit om te zetten in methaan ontstaat een chemische opslagvorm die weken tot maanden bewaard kan worden — geschikt voor seizoensopslag en inzet wanneer vraag piekt. Doordat het gas in het bestaande netwerk past, is grootschalige toepassing technisch eenvoudiger dan het bouwen van volledig nieuwe infrastructuur.

Vooruitkijkend kan deze power-to-methane-route een complementaire rol spelen in hybride energiesystemen, mits verdere opschaling, economische haalbaarheid en CO₂-bronnen goed worden geregeld.