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Dr.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Frank Graf
Dr.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. F. Graf
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Einsatz der biologischen Methanisierung für Power-to-Gas(PtG)-Konzepte

Einsatz der biologischen Methanisierung für Power-to-Gas(PtG)-Konzepte
Ansprechpartner:

Friedemann Mörs, Felix Ortloff

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Projektbeschreibung

Im Zuge des Ausbaus von erneuerbaren Energien in Deutschland werden zukünftig, trotz Erweiterung des Stromnetzes und Schaffung von Flexibilitäten beim Stromverbrauch, beträchtliche Speicherkapazitäten für elektrische Energie von 10 bis 50 TWh benötigt, die in dieser Größenordnung nur von chemischen Energieträgern zur Verfügung gestellt werden können. Eine interessante Möglichkeit, elektrische Energie über Wasserstoff in Methan umzuwandeln, besteht über den biologischen Weg, der eine interessante und vielversprechende Alternative zur katalytischen Methanisierung darstellt. Mit der sog. biologischen Methanisierung kann ein bedeutender Anteil von CO2 mit Hilfe von hydrogenotrophen Methanbakterien direkt in der Biogasanlage oder in einem separaten Reaktor zu Methan umgewandelt werden. Neben der zusätzlichen Produktion von Methan vermindert der Prozess den Aufbereitungsaufwand für die Einspeisung in das Erdgasnetz oder für die Verwendung als Kraftstoff deutlich.

Teilprojekt 106: Prozess- und Systemanalyse (Ansprechpartner Friedemann Mörs)

  • Ziel dieses Teilprojektes ist die modellhafte Beschreibung der biologischen Methanisierung zur Erzeugung von SNG. Dabei wird zum einen die direkte Einspeisung von elektrolytisch erzeugtem Wasserstoff in herkömmliche Biogasanlagen untersucht. Des Weiteren wird die fermentative Hochdruckkonversion von H2 und CO2 in separaten Reaktor betrachtet.
  • Außerdem erfolgt im Rahmen des Projektes eine Bewertung der Verfahrenskonzepte hinsichtlich Kosten, Effizienz und Umsetzbarkeit. Dabei wird auch die Aufbereitung des Roh-SNG mit neuartigen ionischen Flüssigkeiten modelltechnisch erfasst

 

Teilprojekt 107: Entwicklung eines innovativen Gasaufbereitungsverfahrens auf Basis von ionischen Flüssigkeiten (Ansprechpartner: Felix Ortloff)

  • In diesem Teilprojekt werden grundlegende Untersuchungen zu einem neuartigen und vielversprechenden Biogasaufbereitungsverfahren auf Basis von ionischen Flüssigkeiten (IL) durchgeführt. Schwerpunkte sind die Auswahl geeigneter ionischer Flüssigkeiten, grundlegende experimentelle Untersuchungen zur Hydrodynamik und zum Stofftransport in viskosen Absorptionsmedien hinsichtlich des Einsatzes der Substanzen in techn. Kolonnen, die Demonstration der Machbarkeit des Verfahrens im Labor sowie die Modellierung des Aufbereitungsprozesses auf Basis der im Projekt gewonnenen Erkenntnisse.

Die Teilprojekte werden in engem Austausch mit Teilprojekt  97 (biol. Hochdruckmethanisierung in einem separaten Reaktor, ) und Teilprojekt 98 (in-situ biol. Methanisierung in der Biogasanlage, Dr. Hans Oechsner) an der Universität Hohenheim