Methanol Verwendung

Methanol kommt bisher vor allem in industriellen Anwendungen, aber auch bereits als Energieträger zum Einsatz. Mehr über die Eigenschaften und die Verwendung von Methanol als Kraftstoff verrät der folgende Beitrag.

Methanol Eigenschaften und Verwendung:

Wo kann Methanol verwendet werden und welche Anwendungen gibt es?

Bei Methanol handelt es sich um den einfachsten organischen Alkohol. Neben seiner guten Brennbarkeit verdunstet der flüssige Stoff leicht und löst sich – ganz im Gegensatz zu dem verwandten Ethanol – problemlos in Wasser und Ether auf. Schlecht auflösen lässt sich der äußerst giftige Alkohol dagegen in Fetten und Ölen.

Methanol wird in zahlreichen Branchen intensiv genutzt – und ist nicht zuletzt deshalb der weltweit am häufigsten verschiffte chemische Rohstoff. Der Alkohol wird bereits seit mehr als 100 Jahren weltweit transportiert und gehört zu den fünf am häufigsten gehandelten Chemikalien überhaupt. [1]

Methanol ist ein ursprünglich aus der Natur stammender Stoff, der dort aber nur in wenigen Pflanzen vorkommt. In diesen ist er zudem nur in sehr kleinen Mengen enthalten. Für Mensch und Tier ist Methanol bereits in geringer Dosierung sehr gefährlich. Zum größten Teil wird Methanol als Synthese-Rohstoff in der chemischen Industrie verwendet. Kleiner ist der Anteil an Methanol, der als Kraftstoff verwendet wird.

In der chemischen Industrie wird Methanol als Lösungsmittel – beispielsweise für Farbstoffe, Lacke, Harze und anorganische Salze – genutzt. Außerdem kommt der Alkohol im Rahmen der Spektroskopie in chemischen Laboren zum Einsatz und dient als Extraktionsmittel in der Erdölindustrie. Des Weiteren wird Methanol als Zusatzmittel bei der Azeotropdestillation – beispielsweise beim Herstellen von Toluol und Butadien – sowie bei der Synthesegasreinigung mit Erdgas angewendet. Ebenfalls hilfreich ist Methanol in einigen Chemie-Branchen als Weichmacher, als Gefrierschutzmittel, als Reinigungs- oder Verdünnungsmittel sowie als Ausgangsstoff zur Herstellung von Formaldehyd, Methylhalogeniden, Methylaminen und Lösungsmitteln.

Darüber hinaus kann Methanol als Brennstoff und als Kälteübertragungsmittel in Kühlmaschinen verwendet werden. [1]

Warum findet Methanol Verwendung als Kraftstoff?

Methanol verbrennt bei einem Flammpunkt von neun Grad Celsius mit fast unsichtbarer Flamme zu Kohlenstoffdioxid und Wasser. In Verbindung mit Luft können Methanoldämpfe bei Mischungsverhältnissen zwischen sechs bis 50 Prozent explosionsfähige Gemische bilden. Methanol ist eine Grundchemikalie der Industrie, wird aber auch bereits als Kraftstoffzusatz für die Direktverbrennung in Motoren verwendet. Damit wird der Alkohol noch interessanter für eine ganze Reihe industrieller Anwendungen. In der EU ist Methanol als Kraftstoff unter dem Namen M100 bereits genormt. Der so bezeichnete Ersatzkraftstoff enthält mindestens 82 Prozent Methanol.

Die Vorteile des M100 Kraftstoffs: Die Herstellungskosten sind niedriger als die für die klassischen Flüssigkraftstoffe. Zudem lassen sich mit Methanol die Herstellungskosten der Fahrzeuge senken. Außerdem ist Methanol gut biologisch abbaubar und damit besonders umweltfreundlich.

Ein weiterer Vorteil ist, dass sich Methanol aus einer ganzen Reihe an Rohstoffen herstellen lässt. Tatsächlich gilt es als eine der flexibelsten chemischen Ressourcen und Energiequellen. Mit seinen zahlreichen positiven Eigenschaften – unter anderem der hohen Oktanzahl für eine sanftere Verbrennung und der optimalen Effizienz – eignet es sich hervorragend als Kraftstoff für Ottomotoren.

So bietet Methanol Automobilherstellern die Vorteile, dass es Sauerstoff für eine saubere Kraftstoffverbrennung enthält und außerdem eine niedrigere Siedetemperatur für eine bessere Kraftstoffverdampfung mitbringt. Darüber hinaus sorgt Methanol – bei Verwendung als Treibstoff – für eine ausgezeichnete Motor-Innenkühlung. [2]

Verwendung von Methanol statt Benzin:

Was muss umgebaut werden?

Ein Auto mit Methanol-Antrieb wird genau wie ein Wasserstoff-Auto elektrisch angetrieben. Das heißt, es hat einen Elektromotor und eine kleine Batterie sowie eine Brennstoffzelle. Um den E-Motor anzutreiben, wird ein Methanol-Wasser-Gemisch getankt. Die Methanol-Brennstoffzelle sorgt dafür, dass der Elektromotor mit Strom versorgt wird.

Noch sind nur sehr wenige Methanol-Autos käuflich erwerblich. 2021 brachte der Autobauer Roland Gumpert aber beispielsweise sein Modell "Nathalie" in einer kleinen Serie von etwa 500 Fahrzeugen auf den weltweiten Markt. Die darin verbaute Technik gilt als Meilenstein der Brennstoffzellen-Technologie sowie der Brennstoffzellen- und Energielösungen. [3]

Warum ist bei der Verwendung von Methanol oberste Vorsicht geboten?

Größere Mengen Methanol sind in der Chemikalienhandlung erhältlich. Bei Methanol handelt es sich um einen hochgiftigen und daher für den Menschen gefährlichen Stoff. Egal, ob im industriellen Kontext oder im Mobilitätsbereich – Anwender sollten Methanol stets sehr sorgfältig und unter Einhaltung der strengsten Sicherheitsvorkehrungen handhaben. Natürlich gilt dies auch für andere Kraftstoffe wie Diesel oder Benzin. Bei falscher Handhabung aber kann Methanol zum Erblinden oder (bei einer hohen Dosierung) sogar zum Tod durch Atemlähmung führen.

Methanol aus grünem Strom

Da Methanol in der Natur nur in sehr geringen Mengen vorkommt, wird es heutzutage industriell aus Erdgas hergestellt. Um eine umweltfreundlichere Herstellungsweise handelt es sich jedoch bei aus grünen Strom produziertem Wasserstoff. Während dieses Prozesses wird CO2 aus der Luft gewonnen und mit dem Wasserstoff zu Methanol synthetisiert.

Da bei dieser Herstellungsweise genauso viel CO2 absorbiert wird wie während der Verwendung in der Brennstoffzelle letztlich emittiert, handelt es sich um eine CO2-neutrale Antriebstechnik. Darüber hinaus existieren Verfahren, die sich Pflanzenabfälle zunutze machen und diese methanolisieren. Da dieses Bio-Methanol aber nur in geringen Mengen produziert werden kann, spielt es als mögliche Energiequelle für den Straßenverkehr lediglich eine kleine Rolle.

Ein größeres Potenzial für die Methanolproduktion bietet Sonnen- und Windstrom, der bereits heute Energie für rund zwei Cent pro Kilowattstunde erzeugt. Und die Energie ist dringend nötig: So braucht es für die Herstellung von einem Liter Methanol etwa 12 Kilowattstunden Strom. Bei einem Autotank mit einem Volumen von 65 Liter und der Verwendung von 60-prozentigem Methanol beinhaltet eine Tankfüllung also mehr als 450 Kilowattstunden Strom. Zur besseren Einordnung: Ein E-Hyundai Ioniq fährt damit über 2.500 Kilometer weit. [4]

Was sind die Vorteile von Methanol?

Noch verfolgt die Automobilbranche sehr fokussiert das Thema Batterie-Elektrizität. Durch die Verwendung von Methanol können jedoch klimafreundliche E-Fahrzeuge auch dort fahren, wo es keine ausgebaute Ladesäuleninfrastruktur beziehungsweise nicht ausreichend grünen Strom gibt. Der Grund: Man kann den Stromspeicher in flüssiger Form problemlos transportieren und an herkömmlichen Tankstellen anbieten. [5]

Ein weiterer Vorteil von Methanol als Kraftstoff: Für die Herstellung von einem Liter Methanol braucht man nur rund fünf Kilowattstunden und damit den halben Energiegehalt (Brennwert) von einem Liter Benzin. [4]

Was sollte man noch über Methanol wissen?

Leider verbrauchen die Herstellung von grünem Wasserstoff und die Umwandlung zu grünem Methanol viel zusätzlichen Strom. Batterien hingegen können direkt aus dem Stromnetz geladen werden und sind damit deutlich effizienter als Methanol. Experten sind jedoch der Meinung, dass grünes Methanol in Zukunft mit billigem Solarstrom aus Sonnenländern – zum Beispiel in Nordafrika – erzeugt werden kann. Wenn es soweit ist, könnte grünes Methanol zu ökonomischen Preisen in großen Mengen produziert werden. Bis dahin kann man das sogenannte "graue" Methanol – also das fossile Abfallprodukt aus der Industrie – nutzen. Im Vergleich zu einem Dieselmotor spart man mit dieser Art von Methanol in der Methanol-Brennstoffzelle trotzdem noch 70 Prozent des CO2-Ausstoßes. [5]

Fazit

Eingesetzt in der Direktmethanol-Brennstoffzelle verbraucht Methanol sehr viel weniger CO2 als herkömmliche Kraftstoffe. Von vielen wird der Alkohol daher als Kraftstoff der Zukunft gehandelt. Noch verwendet man Methanol aber vor allem gemischt mit herkömmlichen Kraftstoffen. Wann Methanol umweltfreundlich für die Mobilitätsbranche genutzt werden kann, hängt auch davon ab, wann der Stoff in großen Mengen verfügbar sein wird. Das Problem: Die Herstellung von Methanol verbraucht sehr viel Strom. Entscheidend für die Zukunft von Methanol als Kraftstoff wird also sein, ob ausreichend grüner Strom generiert beziehungsweise importiert werden kann.