Methan aus erneuerbaren Energien – biologische Umwandlung von Wasserstoff aus der Elektrolyse zu Methan

Die Frage der Speicherung elektrischer Energie nimmt eine Schlüsselposition bei der technischen Realisierung der Energiewende und einer Steigerung des Anteils erneuerbarer Energiequellen im Strommix ein. Eine Möglichkeit der Energiespeicherung aus überschüssigem Strom stellt die Erzeugung von zunächst Wasserstoff durch Elektrolyse und anschließende chemische Umwandlung des Wasserstoffs, zusammen mit Kohlenstoffdioxid zu Methan, durch den Sabatierprozess da. Wie verschiedene Forschungsergebnisse der letzten Jahre gezeigt haben, kann auch in anaeroben Systemen durch eine externe Versorgung mit Wasserstoff, der Umsatz der hydroclastischen Methanogenen gesteigert werden. Unter dem Begriff des Bio-Sabatierprozesses wurde von der Leibniz Universität Hannover ein Patent für den blasenfreien Eintrag des Wasserstoffs und einer entsprechenden Regelung angemeldet. Die Technologie kann theoretisch in jeder landwirtschaftlichen Biogasanlage oder auf Kläranlagen mit anaerober Faulung eingesetzt werden.

Ziel dieses F&E-Vorhabens ist es, die Umsetzung des Patentes in Laborversuchen und einer Wirtschaftlichkeitsbetrachtung zu verifizieren und Kennwerte für eine Verfahrensauslegung zu ermitteln. Als Schwerpunkte im Rahmen des hier beantragten Forschungsprojektes sollen

• Verschiedene Komponenten für einen blasenfreien Wasserstoffeintrag untersucht werden.
• Der Regelalgorithmus erprobt werden.
• Die zu erwartende Wirtschaftlichkeit auf Basis der Kennwerte abgeschätzt werden.

Die Zielsetzung des Projektes stellt im ersten Schritt die Auswahl geeigneter Eintragskomponenten für den Wasserstoffeintrag in ein anaerobes, technisches System dar. Im zweiten Schritt wirdein erstmaliger Betrieb des Prozesses mit der ausgewählten Eintragskomponente unter Anwendung des patentierten Regelalgorithmuses erfolgen. Die gewonnenen technischen Ergebnisse fließen in eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung ein, mit dem Ziel, die wirtschaftliche Machbarkeit des Einsatzes des Bio-Sabatierprozesses unter Zuhilfenahme der erprobten Eintragskomponenten und der Regelung zu bewerten.