Methan aus Holzresten
Karlsruher Forschern ist es gelungen, Methan aus einem Synthesegasgemisch aus Holzabfällen nachhaltig zu produzieren.
Methan ist eine wichtige Energiequelle und das Hauptprodukt bei der Biogasherstellung. Es wird in Biogasanlagen meist durch die Vergärung von Biomasse, beispielsweise Holzabfälle, produziert. Dieses Synthesegas, eine Mischung aus Wasserstoff, Kohlenstoffmonoxid und Kohlenstoffdioxid, kann anschließend über eine Methanisierung zu hochwertigem Methan umgewandelt werden. Forschern des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der Forschungsstelle des Deutschen Vereins des Gas- und Wasserfaches (DVGW) ist es gelungen, diese Methaniserung so weit zu verbessern, dass ein hochwertiges und gleichzeitig nachhaltiges Methan entsteht, das qualitativ mit fossilem Erdgas mithalten kann.
Mehr Effektivität durch wabenförmigen Katalysatorträger
Wie effektiv die neuartige Methanherstellung ist, zeigen die Ergebnisse einer Pilotanlage, die das Team um KIT-Forscher Siegfried Bajohr im schwedischen Köping aufgebaut hat. Herzstück der Methanisierungsanlage sind wabenförmige Katalysatorträger, die Bajohr entwickelt und für den Einsatz in der Methanisierung optimiert hat. „Die metallischen Nickel-Katalysatoren wandeln in einem einstufigen Prozess Wasserstoff und Kohlenstoffmonoxid und bei ausreichender Versorgung mit Wasserstoff auch Kohlenstoffdioxid zu Methan und Wasser um“, erklärt Bajohr.
Pilotanlage wandelt Synthesegas in nachhaltiges Methan
Die Pilotanlage wurde in Köping an einen Biomassevergaser gekoppelt, der die für die chemische Reaktion notwendigen kohlenstoffhaltigen Gase liefert. Wie die Forscher berichten, wandelte die Karlsruher Methanisierungsanlage über mehrere Wochen zuverlässig Synthesegas in Methan um. „Das so nachhaltig erzeugte synthetische Methan kam anschließend sehr erfolgreich beim schwedischen Projektpartner Cortus AB als Kraftstoff in den firmeneigenen Erdgas-Fahrzeugen zum Einsatz“, berichtet Bajohr. Das Methan ist aber nicht nur als Treibstoff für Erdgasfahrzeuge geeignet, sondern auch als Brennstoff für Blockheizkraftwerke und Heizungsanlagen. Den Forschern zufolge könnte das nachhaltige Methan ohne Einschränkungen in das existierende europäische Erdgasnetz eingespeist werden und so schon heute vielerorts fossiles Erdgas ersetzen.
Die containerartige Pilotanlage in Köping (Schweden) wurde an einen Biomassevergaser gekoppelt.
„Ein weiteres Einsatzgebiet für die Technologie sehen wir im Rahmen des Power-to-Gas-Kontextes“, sagt Felix Ortloff vom Engler-Bunte-Institut (EBI) des KIT. Hierbei wird Wasser mithilfe von Strom aus erneuerbaren Energien durch Elektrolyse in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten. Der Wasserstoff kann anschließend in einer Reaktion mit Kohlenstoffdioxid ebenfalls zu synthetischem Methan weiterverarbeitet werden.
Einsatz in abgelegenen Biogasanlagen möglich
Ein Vorteil der Karlsruher Methanisierungsanlage ist ihre Mobilität, die durch die kompakte Bauweise ermöglicht wird. „Installiert in einem Frachtcontainer kann sie zum Beispiel dezentral, an abgelegenen Biogasanlagen, im ländlichen Raum oder in Verbindung mit anderen zukünftig relevanten CO2-Quellen, beispielsweise verschiedenen Industrieprozessen, erprobt werden“, erklärt Ortloff.
Nach dem erfolgreichen Testlauf in Schweden ist die Pilotanlage nach Karlsruhe an das KIT zurückgekehrt. Dort wollen die Forscher nun die wabenförmigen Katalysatoren weiter verbessern und für Einsätze in größeren Anlagen optimieren.
bb
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