Die Methanpyrolyse, auch als Methan-Spaltung bekannt, mag theoretisch wie einer der weniger komplexen Wege zur Herstellung von emissionsarmem Wasserstoff erscheinen, da sie Methan durch Wärme statt durch Verbrennung aufspaltet. Das Ergebnis sind Wasserstoff und fester Kohlenstoff anstelle von Wasserstoff und einem konzentrierten Kohlendioxidstrom. Doch eine am 29. August 2026 veröffentlichte Analyse von Michael Barnard kommt zu dem Schluss, dass die größte Herausforderung bei der industriellen Ausweitung nicht darin liegt, die chemische Machbarkeit des Verfahrens nachzuweisen, sondern einen kontinuierlichen Markt für die große Menge des entstehenden Kohlenstoffs zu finden.
Das Fehlen eines prozessbedingten Kohlendioxidstroms könnte den Bedarf an der mit Vorschlägen für blauen Wasserstoff verbundenen Kette aus Abscheidung, Verdichtung, Transport und geologischer Speicherung beseitigen. Hazer Group hat ihre katalytische Anwendung zudem von der Laborchemie zu einer in Betrieb befindlichen Pilotanlage und zu kommerziellen Ingenieurarbeiten in Zusammenarbeit mit KBR weiterentwickelt. Eine Verbesserung des Verfahrens beseitigt jedoch nicht die grundlegende Beziehung zwischen den beiden Produkten: Jede Tonne Wasserstoff erzeugt etwa drei Tonnen festen Kohlenstoff.
Kohlenstoff ist kein kleines Nebenprodukt
Diese Massenbilanz bedeutet, dass eine Anlage, die jährlich 300.000 Tonnen Wasserstoff produziert, etwa 900.000 Tonnen festen Kohlenstoff erzeugen würde, also fast 2.500 Tonnen pro Tag. Hazer entwickelt Anwendungen für graphitischen Kohlenstoff in Stahl, Batterien, Asphalt, Beton und weiteren Bereichen. Das Vorhandensein dieser Anwendungen bedeutet jedoch nicht automatisch, dass sie die Produktion in der erforderlichen Menge, mit den erforderlichen Spezifikationen, am erforderlichen Standort und zum erforderlichen Preis aufnehmen können.
Barnard untersucht ein Szenario, das zu den besten Fällen zu gehören scheint: ein Stahlwerk, das Wasserstoff zur direkten Eisenreduktion nutzt und gleichzeitig einen Teil des graphitischen Kohlenstoffs in Elektrolichtbogenöfen verwenden kann. Dies könnte die Anpassung der Endzusammensetzung, die Reduktion von Eisen(II)-oxid, die Schaumbildung in der Schlacke und die Bereitstellung eines Teils der Prozessenergie umfassen.
Vergleicht man jedoch die Massenbilanz mit einem Stahlwerk im Maßstab von Stegra, würde die für ein Werk mit einer Jahresproduktion von 2,5 Millionen Tonnen Stahl benötigte Wasserstoffproduktion etwa 340.000 bis 365.000 Tonnen Graphit erzeugen. Das Werk könnte dagegen möglicherweise nur zwischen 45.000 und 63.000 Tonnen Kohlenstoff verbrauchen. Selbst diese relativ günstige Kopplung von Wasserstoff und Kohlenstoff würde etwa 80 bis 90 % des Graphits übrig lassen, für den andere Käufer benötigt würden.
Warum ist diese Nachricht wichtig?
Das Problem besteht nicht darin, dass es keine Märkte für Kohlenstoff gibt, sondern darin, dass die Entstehungsweise des Angebots nicht mit der Entstehungsweise der Nachfrage übereinstimmt. Herkömmliche Kohlenstoffproduzenten erhöhen oder senken ihre Produktion als Reaktion auf die Nachfrage nach Kohlenstoff, während bei der Methanpyrolyse die Wasserstoffnachfrage die Menge des entstehenden Kohlenstoffs bestimmt. Dadurch kann Kohlenstoff in großen Mengen produziert werden, selbst wenn der Markt ihn in diesem Moment nicht benötigt.
Der Transport von Wasserstoff ist zudem teuer, was die Produktion in der Nähe des Verbrauchers begünstigt. Das bedeutet, dass der Standort der Wasserstoffnachfrage möglicherweise nicht nur die Menge, sondern auch den Ort des anfallenden Kohlenstoffs bestimmt. Die Anlage müsste den Kohlenstoff dann lagern, verarbeiten, für bestimmte Anwendungen qualifizieren und kontinuierlich zu einer ausreichenden Zahl von Kunden transportieren. In der Praxis wäre eine Wasserstoffanlage dann nicht mehr nur ein Gaswerk, sondern zugleich ein Unternehmen für Kohlenstoffmaterialien und Logistikdienstleistungen.
Geschäftliche Einschränkungen und Erfolgsbedingungen
Neue Kohlenstoffmaterialien konkurrieren mit Petrolkoks, Anthrazit, Naturgraphit und synthetischem Graphit sowie mit Biokohle. Die Batterieindustrie benötigt Graphit mit präzisen Reinheitsgraden, Partikelgrößen, Strukturen und elektrochemischen Eigenschaften. Asphalt und Beton können zwar Kohlenstoffzusätze verwenden, doch Kohlenstoff ist in ihnen kein wesentlicher Bestandteil in Mengen, die auch nur annähernd dem angenommenen Produktionsvolumen entsprechen.
Die Analyse betrachtet die Methanpyrolyse nicht zwangsläufig als schlechte Idee. Bestimmte Fälle könnten erfolgreich sein, wenn sie eine geeignete Biogasquelle, eine stabile industrielle Nachfrage nach Wasserstoff und nahegelegene Abnehmer für hochwertigen Kohlenstoff kombinieren. Die Wirtschaftlichkeit könnte steigen, wenn es dem Produzenten gelingt, synthetischen Graphit, Koks oder andere emissionsintensivere fossile Kohlenstoffarten zu ersetzen.
Die praktische Schlussfolgerung für Investoren und politische Entscheidungsträger lautet jedoch, den Kohlenstoffstrom nicht als automatisch mit dem Wasserstoff verbundene Einnahmequelle anzusetzen. Er muss als eigenständiger Markt modelliert werden, einschließlich der Prüfung von Qualität und Spezifikationen, Qualifizierungsprozessen, des Wettbewerbs mit bestehenden Materialien, Lagerung, Transport, Substitutionswert und der Wahrscheinlichkeit einer Marktsättigung. Wenn das Nebenprodukt dreimal schwerer ist als das Hauptprodukt, wird sein Markt zu einem Bestandteil der Wirtschaftlichkeit des gesamten Verfahrens.