«Grünes Gas» aus Bioreaktor

Mitte Mai haben die Wissenschaftler der Ostbayerischen Technischen Hochschule Regensburg (OTH Regensburg) eine neuartige Power-to-Gas-Forschungsanlage ein Bioreaktor namens «ORBIT» in Betrieb genommen. «ORBIT» steht für «Optimierung eines Rieselbett-Bioreaktors für die dynamische mikrobielle Biosynthese von Methan mit Archaeen in Power-to-Gas-Anlagen». Dieses Projekt läuft seit Juli 2017 und wird vom deutschen Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) mit 1 Million Euro gefördert.

Mit dem Testbetrieb wollen die Forscher die biologische Methanisierung und damit Power-to-Gas als effiziente Energiespeicher- und Sektorenkopplungstechnologie für die Zukunft weiterentwickeln. In diesem Verfahren wird regenerativ erzeugter Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid von Archaeen zu Methan umgewandelt. Archaeen sind Mikroorganismen und gehören zu den ältesten Lebewesen der Erde. Diese Organismen kommen u.a. in sauerstofffreien Lebensräumen wie Mooren und Sümpfen, geothermalen Quellen oder der Tiefsee, aber etwa auch im Verdauungstrakt des Menschen und anderen Säugetieren vor. So hergestelltes Methan soll als Ersatz für fossiles Erdgas die erneuerbare Energieversorgung der Zukunft mitgestalten. Das Projekt wird von der Forschungsstelle Energienetze und Energiespeicher (FENES) unter der Leitung von Prof. Dr. Michael Sterner der OTH Regensburg koordiniert. Dies ist ein interdisziplinäres Projekt aus Forschung und Industrie.

Einblicke in das Forschungsprojekt

Power-to-Gas soll entscheidend zur Energiewende beitragen. In Deutschland ist die Abschaltung veralteter Kohlekraftwerke und die Stilllegung der letzten sechs Kernkraftwerke bis zum Jahr 2022 die grosse Herausforderung. Gaskraftwerke könnten mit ihrer entsprechenden Speicherinfrastruktur jeweils fehlende Solar- und Windenergie überbrücken. Das Gasnetz biete 5000 mal mehr Speicherplatz als bestehende Stromnetze. Die Verantwortlichen sind jedoch auch überzeugt davon, dass es für die Zukunft die Speichertechnologie Power-to-Gas genauso wie die Stromtrassen, dezentrale Erzeugung und andere Speichertechnologien wie Pump- oder Batteriespeicher brauche.

Für den Klimaschutz und als Speicherlösung für die Wärmeversorgung, den Verkehr als Ergänzung zur Elektromobilität und vor allem in der Industrie zur Erzeugung von Grundstoffchemikalien und Düngemitteln brauche es «grünes Gas». Im «ORBIT-Projekt» wird zum ersten Mal ein neu entwickeltes Reaktordesign getestet. Am Lehrstuhl Energieverfahrenstechnik der FAU Erlangen-Nürnberg, ist die Anlage am EnergieCampus Nürnberg (EnCN) bereits technisch erprobt worden. Neu ist nun, dass in Regensburg zum ersten Mal Archaeen «eingeimpft» werden. Die Umwandlung von Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid zu Methan durch die Archaeen wird im Versuchsbetrieb getestet. Anschliessend wird die Anlage in Ibbenbüren in Nordrhein-Westfalen an einen Elektrolyseur der innogy SE angeschlossen und grünes Methan ins Erdgasnetz der Stadt eingespeist.

Optimierte Archaeen

Das Forscherteam des Aracheenzentrums der Uni Regensburg hat die ideale Kombination und Füllkörper für die Bioreaktoranlage ermittelt. Die Mikroorganismen sollen die besten Bedingungen für eine effiziente Methanisierung im Rieselbett-Reaktor vorfinden. Tobias Weidlich der FAU Erlangen-Nürnberg erklärt, dass die Kombination, die biologische Methanisierung durch Archaeen in einem Rieselbettreaktor zu testen, in dieser Form neu sei und in diesem Massstab noch nie erprobt wurde.

Für die Kommerzialisierung solcher Methanisierungsanlagen fehle noch die nötige politische Unterstützung, betonte Prof. Dr. Sterner. Dies sei nötig, damit die Technologie in Deutschland bleibe und nicht wie am Beispiel von Batterien in Deutschland erfunden, aber dann im Ausland entwickelt und später für viel Geld aus anderen Ländern zurückgekauft werden muss. Das Thema Power-to-Gas wird aktuell auch von Ländern wie Dänemark, Niederlande, Schweiz oder in Fernost vorangetrieben.

Eines von vielen Puzzleteilen (Artikel, bulletin.ch)

Power-to-Product als künftige Rohstoffquelle (Artikel, bulletin.ch)

Dank Power-to-Gas mehr Biogas produzieren (Artikel, bulletin.ch)

 

Foto: Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg (OTH Regensburg) 

 

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