Thema

Die meisten Biogasanlagen liefern ein Produktgas, das hauptsächlich aus Methan und Kohlenstoffdioxid besteht. Einspeisefähiges Erdgas entsteht zum Beispiel dadurch, dass das Nebenprodukt Kohlenstoffdioxid durch Gaswäsche abgetrennt wird. Ein neuer Ansatz besteht darin, dieses Kohlenstoffdioxid durch den Stoffwechselvorgang der Methanogenese in Methan umzuwandeln. Durch Zugabe von Wasserstoff in einen weiteren Fermenter, würden bestimmte Stämme von Bakterien und Archaeen damit beginnen, aus Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid Methan zu bilden. Diese Methode findet dabei im Rahmen von Power-to-Gas-Anlagen Verwendung. Ein ähnlicher Ansatz ergänzend dazu besteht darin, dass Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid durch die Biomasseumsetzung, beispielsweise mit dem Heatpipe-Reformer oder TCR®-Prozess (Thermo Catalytic Reforming) bereitgestellt werden. Das Produktgas würde in einem nachgeschalteten Fermenter methanisiert werden. Der wesentliche Vorteil, aber gleichzeitig auch die wesentliche Herausforderung dieser Methode besteht darin, die Nährstoffe für die Mikroorganismen durch die Asche des Vergasers bereitzustellen.

Ziele

Ziel des Forschungsvorhabens ist die Untersuchung der mikrobiellen Erzeugung von Methan aus holzartiger Biomasse. Dabei soll Synthesegas (CO, Wasserstoff) aus der thermochemischen Vergasung mit Mikroorganismen und der Technologie der Fa. MicroPyros in Methan umgesetzt werden.

Kernproblem dieser mikrobiologischen Methanisierung ist die Versorgung der Organismen mit Nährstoffen.

Bei der thermochemischen Vergasung entsteht Wasserstoff aus Biomasse und es können holzartige Biomassen eingesetzt werden. Zu klären ist, ob durch die Aschen und Kokspartikel der thermischen Vergasung der Nährstoffhaushalt der Mikroorganismen einfach und effizient bereitgestellt werden kann und inwieweit CO und Teerkomponenten Wachstum und Aktivität der Mikroorganismen hemmen.

Maßnahmen

FAU

Am Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik wird ein mobiler Fermenter gebaut und in einen allothermen Vergaser am Lehrstuhl integriert.

MicroPyros

Ein Fermenter der Fa. MicroPyros wird mit Synthesegas aus einem allothermen Wasserdampflaborvergaser versorgt. Zuvor findet eine Inbetriebnahme mit synthetischem Holzgas statt.

Fraunhofer Umsicht

Fraunhofer Umsicht führt das Proof-of-Concept des TCR®-2 Reaktors in Straubing durch.

Schwerpunkt

MicroPyros

• Allotherme Wasserdampfvergasung
• Biologische Methanisierung
• Nutzung fester Konversionsrückstände
• Schwermetalle
• Teerabscheidung

FAU

Schwerpunkt am Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik (EVT) ist vor allem die Schnittstelle zwischen Vergaser und Fermenter im Labormaßstab. Es wird untersucht, welche Aufreinigungsschritte notwendig sind, bevor das Produktgas des allothermen Vergasers in den Fermenter eingeleitet werden kann. Um eine Minimierung der Reinigungsschritte zu erwirken, müssen die Mirkoorganismen möglichst an die Komponenten realen Holzgases adaptiert werden. Durch die bereits bestehende Laborinfrastruktur am EVT können dafür verschiedene Aschen und synthetische Holzgase mit definierten Teerkomponenten verwendet werden.

Fraunhofer Umsicht

• TCR®-Vergaser (Thermo Catalytic Reforming)