Fermentative Hochdruckmethanisierung von Wasserstoff

Der weitere Ausbau der Stromerzeugung aus fluktuierenden erneuerbaren Energiequellen wird zusätzliche Stromspeicher- und Transportkapazitäten erfordern. Können Stromnetz und Erdgasnetz durch geeignete Vektortechnologien (Power-to-Gas) effizient miteinander verknüpft werden, steht mit dem Erdgasnetz ein sehr leistungsfähiges Transport- und Speichersystem zur Verfügung.

Aus diesem Grund soll im Rahmen des Projektes die fermentativen Hochdruckmethanisierung zur Nutzung für Power-to-Gas-Konzepte untersucht werden. Hierbei wird Kohlenstoffdioxid und Wasserstoff, welcher aus regenerativem Strom mittels Elektrolyse bereitgestellt wird, mikrobiologisch zu Methan umgewandelt. Dieses „Bio-Erdgas“ kann in das vorhandene Erdgasnetz eingespeist werden. Hier wird es gespeichert und transportiert und kann bspw. zur bedarfsgerechten Rückverstromung oder im Bereich der Mobilität äußerst flexibel genutzt werden.

Als neuartiges Konzept werden hierbei Rieselbettreaktoren zur Methanisierung untersucht, welche gegenüber alternativen Verfahren deutliche Vorteile versprechen. So ermöglicht beispielsweise das Festbett große Phasenkontaktflächen, was zu einem intensiven Kontakt zwischen Mikroorganismen und Gasen führt. Durch den erhöhten Reaktionsdruck von bis zu 10 bar wird die bisher problematische Gaslöslichkeit verbessert. Als Resultat werden mit diesem Konzept hohe Gas- und Methanerträge erwartet, sodass ein effizientes als auch wirtschaftliches Methanisierungsverfahren für den Praxiseinsatz abgeleitet werden kann.

Hierzu wird zunächst eine Anlage im Labormaßstab geplant und aufgebaut sowie mit einer Mess-, Steuer- und Regelungstechnik ausgestattet. Anschließend werden Versuchsreihen zur Untersuchung und Optimierung der Betriebsparameter, wie Beladungsraten, Verweilzeit, Druck und Temperatur vorgenommen. Nach erfolgreicher Findung der optimalen Betriebsparameter soll abschließend ein Konzept für eine Großanlage entwickelt werden.