BMWi-Projekt Hy2BioMethane

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BMWi Projekt Hy2BioMethane – Prozesstechnische Einbindung eines Rieselbettreaktors für die biologische Methanisierung von Wasserstoff in die Druckwasserwäsche-basierte Biomethanerzeugung

Im BMWi-Projekt Hy2Biomethane kollaborieren wir mit der TH Ingolstadt und der regineering GmbH für die Einbindung eines Rieselbettreaktors in die Druckwasserwäsche-basierte Biogasaufbereitung für die biologische Herstellung von einspeisbarem Biomethan.

Förderkennzeichen: 03EI5431B

Laufzeit: 01.04.2021 – 31.03.2023

PtJ

Projektträger Jülich

bmwi

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

Technische Hochschule Ingolstadt, Institut für neue Energie-Systeme

 

regineering GmbH

Das Projekt verfolgt zwei der zentralen Fragestellungen für die erfolgreiche Integration von Power-to-Gas Technologien in die Energiespeicherung und Sektorenkopplung: Die Bereitstellung von erneuerbaren CO2 Quellen und die nachhaltige Gasaufbereitung für die Einspeisung ins Erdgasnetz.

Im Projekt Hy2Biomethane streben wir zusammen mit unseren Projektpartnern der TH Ingolstadt und der regineering GmbH eine kombinierte Lösung zur Verknüpfung von Reststrom-CO2 aus der Gasaufbereitung von Biogasanlagen mit einem biologischen Methanisierungsschritt an.

Unter den biogenen CO2-Quellen bieten Biogasanlagen mit angeschlossener Gasaufbereitung und Einspeisung in das Erdgasnetz (sogenannte Biomethananlagen) ein umfassendes technisches und wirtschaftliches Potenzial. Bei der Biogasaufbereitung fällt meist bereits vergleichsweise reines, klimabilanziell nahezu neutrales CO2 an, welches ungenutzt in die Umgebung freigesetzt wird.

Für die Methanerzeugung aus Wasserstoff und Kohlendioxid hat sich neben der katalytischen Reaktion die biologische Methanisierung als vielversprechender Konversionspfad etabliert. Dabei zeichnet sich die mikrobiologische Umsetzung durch vergleichsweise geringe Reinheitsanforderungen an die Eduktgase sowie durch einen robusten und lastflexiblen Betrieb aus. Dadurch ist das Verfahren insbesondere für kleinskalige und bedarfsorientierte Anwendungen interessant.

Gestützt auf unsere Expertise im Fermenterbau und der Reaktorauslegung für methanogene Archaeen mit gasförmigen Produkten, übernehmen wir die Entwicklung, Auslegung und Erprobung eines Rieselbettreaktors für die biologische Methanisierung von Wasserstoff und biogenem CO2. Zum Ziel wird die Optimierung der Phasenübergänge von Edukt- und Produktgasen gesetzt, da geringe volumenspezifischen Methanbildungsraten bislang ein wesentlicher Nachteil der biologischen Methanisierung sind. Insbesondere die Löslichkeit des Edukts Wasserstoffs in der Flüssigphase soll als limitierenden Faktor für die Reaktionsverläufe durch einen Hochdruckprozess verbessert werden.

In Zusammenarbeit mit unseren Projektpartnern wird der Rieselbettreaktor verfahrenstechnisch in die Druckwasserwäsche-basierte Biogasaufbereitung eingebettet. Das Konzept sieht vor, dass die CO2 beladene Waschlösung im Anschluss an die CO2-Abtrennung direkt in den Reaktor geleitet wird, und so das für die biologische Methanisierung benötigte CO2 bereitzustellen.

Abbildung 1 – Prozessschema für die Kombination der Druckwasserwäsche mit der biologischen Methanisierung

 

Ansprechpartner:

Prof. Dr.-Ing. Jürgen Karl

Lehrstuhlinhaber

Department Chemie- und Bioingenieurwesen (CBI)
Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik

Prof. Dr. Katharina Herkendell

Department Chemie- und Bioingenieurwesen (CBI)
Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik