Projekttreffen STEP auf dem Firmengelände von ATS - Agro Trading & Solutions in Hardegsen (Foto: DBFZ)

StromBiogasValidierung MarktpotenzialBiomethanstrategieSystemstudien

FKZ-Nr. 03KB165

Power-to-Biogas - Erfahrungsbasierte Einsatzplanung für die katalytische Methanisierung von Biogas zur Anlagenflexibilisierung

Biomethananlage (Quelle: revis bioenergy GmbH)

Dauer

  • 01.10.2019 – 30.09.2022

Kontakt

Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)
Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik
Fürther Straße 244f
90429 Nürnberg

Prof. Dr. Jürgen Karl – Projektleiter
Telefon: +49 (0)9115302 9021
E-Mail: juergen.karl‍@‍fau.de

Simon Markthaler – direkter Ansprechpartner / Projektkoordinator
Telefon: +49 (0)9115302 9113
E-Mail: simon.markthaler‍@‍fau.de

Partner

03KB165B - aixprocess GmbH
03KB165C - revis bioenergy GmbH

Assoziierte Partner

Kooperationspartner

Unterauftragnehmer

03KB165 - Bayern Innovativ
  • Adresse:
  • Bayern Innovativ
    Bayerische Gesellschaft für Innovation und Wissenstransfer mbH
    Am Tullnaupark 8
    90402 Nürnberg
03KB165 Power-to-Biogas Icon

Thema

Das Gesamtprojekt thematisiert die Flexibilisierung von Biogasanlagen zur Integration einer bedarfsgerechten Stromproduktion aus Biomasse in das zukünftige Stromsystem. Über die Methanisierung des in der Biogasanlage freigesetzten Kohlenstoffdioxids mit regenerativ erzeugtem Wasserstoff können Stromüberkapazitäten genutzt und für die Sektorenkopplung chemisch gespeichert werden. Folglich wird die Methanausbeute der Biogasanlage bei gleichzeitig niedrigeren spezifischen Emissionen signifikant gesteigert. Der „machine learning“-Ansatz ermöglicht hierbei die Entwicklung einer autonomen Steuerung und Regelung des Systems, welche angepasst an den Betrieb der Biogasanlage und den Strompreis zu einer wirtschaftlichen Optimierung des Gesamtprozesses führt.

Ziele

Das Ziel des Gesamtprojekts ist die Erprobung der dynamischen Methanisierung von Biogas an dem Standort einer Biomethananlage. Die wirtschaftliche Einsatzplanung des Methanisierungsreaktors in der Umgebung der Biomethananlage soll softwarebasiert mit einem „machine learning“-Ansatz in einem Langzeitversuch optimiert werden.

Maßnahmen

FAU-EVT

Am Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik werden Voruntersuchungen zum Methanisierungsverhalten mit Biogas durchgeführt und ein Methanisierungsreaktor für den Demonstrationsbetrieb am Standort der Biomethananlage aufbereitet. Darüber hinaus wird ein virtuelles Reaktormodell für die Einbindung in die autonome Steuerung entwickelt.

aixprocess

aixprocess GmbH entwickelt die autonome Steuerung und Regelung der Methanisierungseinheit auf Basis von neuronalen Netzwerken bzw. Mustererkennung („machine learning“) und installiert diese am Standort der Biomethananlage. Dazu wird eine breite Datenbasis aus Prozess- und Simulationsdaten zum Methanisierungsreaktor, Prozessdaten der Biomethananlage und Daten zum Strommarkt aufgestellt.

revis bioenergy

revis bioenergy GmbH wird eine ihrer Biomethananlagen für die Installation des Methanisierungsreaktors vorbereiten und die Anlage vor Ort betreiben. Darüber hinaus wird eine projektbegleitende Wirtschaftlichkeitsbetrachtung des Gesamtsystems erarbeitet.

Schwerpunkte

FAU-EVT

  • Laboruntersuchungen zum Methanisierungsverhalten des Reaktors bei Biogas von unterschiedlicher Zusammensetzung
  • Aufbereitung eines Methanisierungsreaktors für den Demonstrationsbetrieb
  • Modellierung eines virtuellen Reaktormodells

aixprocess

  • Entwicklung und Erprobung einer selbstlernenden autonomen Steuerung und Regelung

revis bioenergy

  • Bereitstellung der Infrastruktur der Biomethananlage
  • Installation und Betrieb des Methanisierungsreaktors
  • Wirtschaftlichkeitsbetrachtung
Schema zu flexibilisierten Biogasanlagen zur Integration einer bedarfsgerechten Stromproduktion aus Biomasse in das zukünftige Stromsystem (Quelle: FAU, Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik)

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