Aus Holzabfällen erfolgreich erneuerbares Gas produziert

Neues aus der Forschung

Meldung vom 11.09.2018

Karlsruher Forschern ist es mit einer Pilotanlage für Waben-Methanisierung gelungen, aus einem aus Biomasse hergestellten Synthesegasgemisch hochwertiges und damit anwendungsfreundliches erneuerbares Methan zu produzieren. Der in Fachkreisen SNG (Synthetic Natural Gas) genannte Energieträger eignet sich sowohl als Brennstoff für Blockheizkraftwerke und Heizungsanlagen als auch als Treibstoff für Autos oder Lkw und ist dem fossilen Erdgas qualitativ ebenbürtig. Die Pilotanlage haben Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der Forschungsstelle des Deutschen Vereins des Gas- und Wasserfaches (DVGW) entwickelt und getestet.


180913-1729_medium.jpg
 
Herzstück der Anlage: Die wabenförmigen Katalysatorträger wandeln Wasserstoff und Kohlenstoffmonoxid zu Methan und Wasser um
Martin Heidelberger
Aus Holzabfällen erfolgreich erneuerbares Gas produziert
Karlsruher Institut für Technologie

Wärme und Mobilität werden derzeit noch überwiegend aus fossilen Quellen gespeist. Um auch diese Sektoren in Zukunft nachhaltig und umweltschonend mit Energie zu versorgen, eignen sich nach Ansicht von Experten vor allem auch chemische Energieträger aus erneuerbaren Quellen, wie beispielsweise Biogas oder SNG.

„Chemische Energieträger weisen eine hohe Energiedichte auf und sind besonders für den Mobilitätssektor attraktiv“, bestätigt Felix Ortloff, Gruppenleiter „Verfahrenstechnik“ an der Forschungsstelle des DVGW am Engler-Bunte-Institut (EBI) des KIT.

Biogasanlagen produzieren das erneuerbare Gas vorwiegend durch Vergären von biologischen Abfällen. In Ländern mit einer intensiven Forstwirtschaft, wie Finnland oder Schweden, besteht ein großes Potenzial für die Produktion von SNG aus Holzabfällen. Hierbei wird über die Biomassevergasung ein Synthesegas gewonnen, das im Wesentlichen aus einer Mischung von Wasserstoff, Kohlenstoffmonoxid und Kohlenstoffdioxid besteht. Dieses Gemisch kann anschließend über eine Methanisierung zu hochwertigem Methan umgewandelt werden. Einen sehr effektiven Weg für diese Methanisierung haben die Forscher des Engler-Bunte-Instituts am KIT und der angeschlossenen DVGW-Forschungsstelle nun erfolgreich über mehrere Wochen im schwedischen Köping getestet.


 
Pilotanlage zur Methanisierung im schwedischen Köping

Das Herzstück der Anlage sind wabenförmige Katalysatorträger, die in der Arbeitsgruppe „chemisch-katalytische Verfahren“ des EBI-Teilinstituts Chemische Energieträger-Brennstofftechnologie (EBI ceb) unter der Leitung von Siegfried Bajohr entwickelt und für den Einsatz in der Methanisierung optimiert wurden. „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 Siegfried Bajohr.

Die in Containerbauweise realisierte Pilotanlage wurde an einen Biomassevergaser gekoppelt, der die für die chemische Reaktion notwendigen kohlenstoffhaltigen Gase liefert. In diesem Anlagenverbund wandelte die Karlsruher Methanisierungsanlage zuverlässig, über mehrere Wochen, Synthesegas zu 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“, so Bajohr.

„Neben der Nutzung im Erdgasfahrzeug sehen wir den Vorteil der Erzeugung des chemischen Energieträgers Methan darin, dass das Gas ohne Einschränkungen in die vorhandene europäische Erdgasinfrastruktur eingespeist werden kann“, sagt Felix Ortloff vom EBI. Somit könnte es nach Einschätzung der Forscher bereits heute in vielen bestehenden Anwendungen fossiles Erdgas direkt ersetzen.



„Ein weiteres Einsatzgebiet für die Technologie sehen wir im Rahmen des Power-to-Gas-Kontextes“, so Ortloff. 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. Neben der Entlastung der Stromnetze stufen die Forscher insbesondere die Einbindung von Biogas- oder Biomassevergasungsanlagen in Power-to-Gas-Konzepte als vorteilhaft ein. Denn so könnte die Produktionskapazität der Anlagen verdoppelt werden, da das bei der Biogasproduktion ohnehin anfallende Kohlenstoffdioxid vollständig zu Methan umgewandelt wird.

„Ein Vorteil unserer Pilotanlage ist ihre kompakte Bauweise und damit ihre Mobilität“, erläutert Ortloff. „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“, fügt er an.

Nach dem Einsatz in Schweden ist die Pilotanlage nun wieder auf dem Weg nach Karlsruhe. „Die Anlage wird am Campus Nord des KIT in die Infrastruktur des Energy Labs 2.0 eingebunden. Ein Ziel ist es, die Waben-Methanisierung weiter zu verbessern und die Katalysatoren unter anderem für den Einsatz in erheblich größeren Anlagen zu optimieren“, sagt Siegfried Bajohr, der für die wissenschaftliche Betreuung der Pilotanlage verantwortlich ist.




Diese Newsmeldung wurde erstellt mit Materialien von idw-online


News der letzten 7 Tage

13 Meldungen

Meldung vom 19.03.2019

Expertenservice zum Welttag des Wassers

Am 22. März 2019 ist Weltwassertag. Zu diesem Anlass nennen Forschende des Leibniz-Instituts für Gewässerö ...

Meldung vom 19.03.2019

Ausgeflattert: Zwei Drittel weniger Tagfalter

Senckenberg-Wissenschaftler Thomas Schmitt hat in einem deutsch-polnischen Team die Auswirkungen verschiedener ...

Meldung vom 18.03.2019

Mikroben können auf Stickstoffmonoxid (NO) wachsen

Stickstoffmonoxid (NO) ist ein zentrales Molekül im Kreislauf des Elements Stickstoff auf der Erde. Eine Fors ...

Meldung vom 18.03.2019

Eine neue Schlangenart in Bayern - die Alpen-Barrenringelnatter

Forscher der Zoologischen Staatssammlung München (SNSB-ZSM) haben in der Alpenregion Bayerns eine bisher übe ...

Meldung vom 15.03.2019

Oszillation im Muskelgewebe

Wenn ein Muskel wächst oder eine Verletzung in ihm ausheilt, verwandelt sich ein Teil seiner Stammzellen in n ...

Meldung vom 14.03.2019

Lecker oder faulig- Ein abstoßender Geruch hemmt die Wahrnehmung eines angenehmen Duftes

In der Natur sind Essigfliegen unterschiedlichsten Duftgemischen ausgesetzt, die sowohl anziehende als auch ab ...

Meldung vom 14.03.2019

Menschenaffen reagieren auf Kamerafallen

Ein internationales Forschungsteam vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig hat Vid ...

Meldung vom 14.03.2019

Artenvielfalt über- und unterirdisch nicht immer gleich - Daten zur Biodiversität ausgewertet

Ein internationales Forscherteam unter Leitung der Universität Leipzig und des Forschungszentrums iDiv hat in ...

Meldung vom 14.03.2019

Der innere Kampf der Nachtkerze - Chloroplasten veranstalten ein evolutionäres Wettrüsten

Bereits Gregor Mendel war klar, jeweils die Hälfte des Erbguts stammt von Mutter und Vater. Dies trifft aber ...

Meldung vom 14.03.2019

Wölfe führen, Hunde folgen – und beide kooperieren mit dem Menschen

Eine Aussage, die aufhorchen lässt, erfährt der Wolf doch in den letzten Jahren immer wieder Aufmerksamkeit, ...

Meldung vom 13.03.2019

Meta-Analyse der Ertragsstabilität: biologische und konventionelle Landwirtschaft im Vergleich

Für die Landwirtschaft zählt nicht nur die Höhe des Ertrages, auch die Stabilität der Erträge über mehre ...

Meldung vom 12.03.2019

Besser sehen oder riechen- Eine Kosten-Nutzen-Rechnung bei Essigfliegenarten

Ein Team von Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie hat Augen und Antennen und die ...

Meldung vom 12.03.2019

Bayreuther Mikrobiologen entdecken Schlüsselprotein für die Zellteilung magnetischer Bakterien

Magnetotaktische Bakterien haben die faszinierende Fähigkeit, sich bei ihren Bewegungen am Erdmagnetfeld zu o ...


06.03.2019
Bindung mit Folgen
16.01.2019
Plötzlich gealtert

19.12.2018
Baum der Schrecken
07.11.2018
Plastik im Fisch
28.09.2018
Gestresste Pflanzen

13.08.2018
Wie Vögel lernen

15.06.2018
Primaten in Gefahr
24.05.2018
Störche im Aufwind

27.03.2018
Kenne Deinen Fisch!
13.12.2015
Leben ohne Altern
22.05.2014
Lebensraum Käse
22.05.2014
Domino im Urwald
13.03.2014
Trend-Hobby Imker
07.02.2013
Wie Bienen riechen

Newsletter

Neues aus der Forschung