BMWi-Projekt: BiogasGoesHydrogen

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BMWi-Projekt BiogasGoesHydrogen- Autarke Wasserstoffgewinnung aus Biogas mittels Reformierung und CO-Verbrennung

Im BMWi-Projekt BiogasGoesHydrogen wird die Biogasreformierung zur autarken Wasserstoffherstellung ohne den Einsatz von Elektrizität untersucht, um durch eine Flexibilisierung und ökonomische Optimierung von Biogasanlagen einen Beitrag zur Sektorenkopplung und Wasserstoffproduktion zu leisten.

Förderkennzeichen: 03EI5435A

Laufzeit: 01.08.2021 – 31.07.2024

PtJ

Projektträger Jülich

bmwi

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

energetische-biomassenutzung

7. Energieforschungsprogramm

Förderbereich 3.7 Energetische Nutzung biogener Rest- und Abfallstoffe

Zum Umstieg auf ein wasserstoffbasiertes, nachhaltiges Energiesystem ist der Aufbau von entsprechenden Kapazitäten zur Wasserstofferzeugung notwendig. Das aktuell bedeutendste Verfahren, die Wasserelektrolyse, besitzt  jedoch die Schwierigkeit, dass der hierfür benötigte erneuerbare Strom derzeit in nicht ausreichendem Maß zu Verfügung steht. Um den Wandel des Energiesystems zu beschleunigen und um die Preisstabilität und Verfügbarkeit von regenerativem Strom nicht zu gefährden, werden deshalb kurz- bis mittelfristig nicht strombasierte Technologien für die Herstellung von Wasserstoff benötigt.

Konzept zur Wasserstoffherstellung aus Biogas

Abbildung 1: Konzept zur Wasserstoffherstellung aus Biogas

 

In diesem Zusammenhang ist das Ziel des Projekts die autarke Wasserstoffherstellung durch die Reformierung von Biogas. Mithilfe der thermo-chemischen Reformierung wird Synthesegas erzeugt, von welchem der Wasserstoff anschließend abgetrennt wird. Die benötigte Prozesswärme wird durch eine interne Verbrennung des anfallenden CO-reichen Schwachgases bereitgestellt. Mittels der LOHC-Technologie wird der Wasserstoff gespeichert und verteilt.

In einem ersten Teil des Projekts erfolgt die Identifizierung geeigneter Prozessbedingungen um bei maximaler Wasserstoffausbeute eine autarke Prozessführung zu erreichen. Hierfür wird ein Reaktordesign in Stack-Bauweise entwickelt, das auf mikrostrukturierten „heat plates“ aufbaut. In diesen erfolgt, angrenzend an die katalytische Reformierzone, die Verbrennung zur Bereitstellung der Reaktionswärme. Hierbei werden die Möglichkeiten der additiven Fertigung herangezogen, um eine stabile Verbrennung und eine effektive Wärmeübertragung zu erreichen. Anschließend wird durch die Umsetzung und den experimentellen Betrieb eines anwendungsorientieren Gesamtsystems die Realisierbarkeit des Konzepts demonstriert.

In einem gesonderten Arbeitspaket wird die Wirtschaftlichkeit durch eine technisch-ökonomische Analyse gezeigt. Hiermit soll dem Biogasanlagenbestand neben den Beitrag zur Wasserstoffproduktion eine wirtschaftliche Perspektive nach Ablauf der EEG-Vergütung  gegeben werden.

 

Ansprechpartner:

Alexander Feldner, M. Sc.

Department Chemie- und Bioingenieurwesen (CBI)
Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik