Kontakt

Sie erreichen uns über die kostenlose Hotline des zentralen Service-Centers des Landes NRW.
Das Team beantwortet Ihre Anliegen – soweit möglich – direkt oder leitet Sie an den richtigen
Ansprechpartner der EnergieAgentur.NRW weiter.

0211 / 837–1001

E-Mail: blog.erneuerbare@energieagentur.nrw

Beiträge

Neues Konzept für kleine Biogasanlagen: Biomethan direkt erzeugen

© Philipp Pohlmann/pixelio.de
© Philipp Pohlmann / pixelio.de

| Kira Crome |

Mit einem neuen Power-to-Gas-Verfahren wollen Wissenschaftler kleineren, meist landwirtschaftlich genutzten Biogasanlagen eine Flexibilisierungsoption für die Zukunft bieten. Erprobt wird, ob sich in solchen Anlagen aus Biogas direkt speicherbares Biomethan erzeugen lässt. Das würde die Prozesskette verkürzen und die Kosten gegenüber etablierten Konzepten reduzieren.

Lässt sich Biogas in kleinen Anlagen direkt in Biomethan umsetzen? Dieser Frage geht ein Verbundprojekt der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg und zwei weiteren Forschungspartnern nach. Die Wissenschaftler entwickeln und erproben eine neue technische Lösung, die kleineren, in landwirtschaftlichen Betrieben genutzten Biogasanlagen eine neue Flexibilisierungsoption eröffnen könnte: Die direkte Umwandlung von Kohlendioxid in speicherbares Biomethan.

Dieses Power-to-Gas-Verfahren wird in größeren Biogasanlagen vielfach bereits erfolgreich umgesetzt, sagen die Wissenschaftler. Dabei wird der Kohlendioxid-Bestandteil des Biogases durch sogenannte Methanisierung mit Hilfe von Strom aus Windenergieanlagen abgetrennt und in Biomethan gewandelt. In seiner chemischen Beschaffenheit kommt Biomethan herkömmlichem Erdgas gleich und kann deshalb in das bestehende Erdgasnetz eingespeist, gespeichert und nach Bedarf flexibel genutzt werden. Dieses Verfahren gilt als wirtschaftlich vergleichsweise attraktive Möglichkeit, Strom aus Bioenergie zu speichern, um es dann nutzen zu können, wenn es gebraucht wird. Diese Flexibilität beschert Biogas einen Wettbewerbsvorteil gegenüber der wetterabhängigen Wind- und Solarenergie.

Prozesskette kürzen: Biogas methanisieren und direkt an der Anlage verwerten

Bislang ist dieses Nutzungskonzept auf große Anlagen beschränkt. Kleine Biogasanlagen stehen häufig vor dem Problem, dass entweder kein Anschluss an das lokale Gasnetz besteht oder die Einspeisung sehr aufwändig ist. Das Forschungsprojekt erprobt nun, ob sich die relativ komplexe Prozesskette verkürzen lässt. Statt den Kohlendioxid-Bestandteil des Biogases für die Methanisierung vollständig abzutrennen, wollen die Wissenschaftler das Biogas in einem katalytischen Prozess direkt umsetzen und im vorhandenen Gasspeichervolumen der Fermenter zwischenspeichern.

Dieses Verfahren hätte zwei Vorteile: Weil auf diese Weise dem Fermenter kontinuierlich Biogas entnommen, der Kohlendioxid-Anteil katalytisch in Methan gewandelt und zurück in den Fermenter gespeist wird, erhöht sich dadurch der Anteil des Methans im Gasspeichervolumen des Fermenters kontinuierlich. Die Forscher erwarten, dass sich dadurch die Abwärmenutzung maßgeblich vereinfacht. Weil sich auf diese Weise zudem eine Einspeisung des Methans in das Gasnetz zum Speichern erübrigt, könnten die Anlagenbetreiber von weniger Aufwand und geringeren Kosten im Vergleich zu etablierten Konzepten profitieren.

Neue Lösung für rund 9.000 Bestandanlagen?

Konkret soll das Biogas aus dem Fermenter ausgeschleust werden. Sein Kohlendioxid-Bestandteil wird im sogenannten Nebenstrom katalytisch reduziert – zu einem Zeitpunkt, wenn der entsprechende Strom preisgünstig zur Verfügung steht. Anschließend wird das Biomethan in den Fermenter zurückgeführt. Durch den angereicherten Methananteil im Biogas verbessert sich der Energiegehalt sukzessive. Kombiniert der Anlagenbetreiber diesen Effekt mit einer flexiblen, bedarfsgerechten Fahrweise der angeschlossenen Blockheizkraftwerke, könnte sich das Konzept rechnen, erhoffen die Wissenschaftler. Die Forschungspartner wollen zunächst die Realisierbarkeit dieses Power-to-Gas-Verfahrens testen. In einem zweiten Schritt soll es an realen Biogasanlagen erprobt werden. Erweist es sich als erfolgreich, wäre das eine neue Flexibilisierungsoption für die rund 9.000 Bestandsanlagen in Deutschland. Kleine, landwirtschaftliche Biogasanlagen könnten auch nach dem Wegfall der EEG-Vergütung rentabel weitergeführt werden und darüber hinaus zur Stabilisierung des Energiesystems durch die Abnahme von Überschuss-Strom durch die chemische Speicherung als Biomethan beitragen.