Power-to-Gas lÀuft auch an kleinen Biogasanlagen

Pilotversuch am Hessischen Biogas-Forschungszentrum zur direkten Methanisierung erfolgreich. IWES-Experten sparen komplizierten Prozessschritt ein und produzieren Gas mit ĂŒber 90 % Methananteil.
Das Power-to-Gas-Verfahren lĂ€uft auch an kleineren Biogas-Anlagen zuverlĂ€ssig und bietet ihnen neue Potentiale zur flexiblen Energieproduktion. Dies ist das Ergebnis eines Pilotversuchs, den das Fraunhofer-Institut fĂŒr Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) gemeinsam mit den LĂ€ndern Hessen und ThĂŒringen am Hessischen Biogas-Forschungszentrum (HBFZ) in Bad Hersfeld durchgefĂŒhrt hat.

Im Rahmen des Projektes haben die IWES-Experten mit der direkten Umwandlung des im Biogas enthaltenen Kohlendioxids in Methan eine neue Variante der Power-to-Gas-Technologie getestet: „Die direkte Methanisierung funktioniert dauerhaft und dies bei einer gleichbleibenden GasqualitĂ€t“, berichtete IWES-Institutsleiter Prof. Clemens Hoffmann bei der heutigen Vorstellung der Projektergebnisse. „Dies bringt uns bei der Herstellung und Nutzung von Biogas einen weiteren Schritt nach vorne“.

Der Institutsleiter verwies auf die wichtige Rolle, die Biogasanlagen im erneuerbaren Energiemix als Ausgleichsfaktor fĂŒr die schwankende Erzeugung aus Windparks und Photovoltaik-Anlagen spielen. Die am HBFZ getestete Spielart von Power-to-Gas erschließe nicht nur einen weiteren Pfad zur Methangewinnung. Sie eröffne auch die Möglichkeit, Biogasanlagen in Zukunft flexibler und bedarfsgerechter zu betreiben.

Die vom IWES, vom Stuttgarter Zentrum fĂŒr Sonnenenergie- und Wasserstoffforschung und der Solar Fuel GmbH entwickelte Power-to-Gas-Technologie macht es möglich, ĂŒberschĂŒssigen Strom aus erneuerbaren Quellen in speicherbares Methan umzuwandeln. „Hierzu kombinieren wir Elektrolyse und Methanisierung “, erklĂ€rte Jochen Bard, am IWES Abteilungsleiter fĂŒr Energiewandler und -speicher, das Verfahren. Im ersten Schritt fließt der Strom in einen Elektrolyseur und spaltet dort Wasser in Sauer- und Wasserstoff. Im zweiten Schritt reagiert der so gewonnene Wasserstoff in einem speziellen Reaktor mit CO2 zu Methan. Dieses kann dann als synthetisches Gas im vorhandenen Gasnetz gespeichert, im Gaskraftwerk in Strom zurĂŒck verwandelt sowie als Kraftstoff oder zum Heizen direkt genutzt werden.

Eine erste Pilotanlage mit einer Leistung von 25 Kilowatt zeigt, dass das Verfahren in kleinem Maßstab funktioniert. Die in einem Container untergebrachte Anlage ist seit Oktober 2012 am HBFZ fĂŒr Forschungszwecke im Einsatz. „Auch Biogas eignet sich hervorragend zur Methanisierung“, so Bard. Das in Biogasanlagen erzeugte Gemisch besteht zu zwei Dritteln aus Methan, zu einem Drittel aus Kohlendioxid und kleineren Mengen Wasser, Schwefelwasserstoff,
Stickstoff und anderen Spurengasen. Um es ins Erdgasnetz einspeisen oder fĂŒr Erdgasfahrzeuge nutzen zu können, muss es aufbereitet, vor allem entfeuchtet, entschwefelt und vom CO2 getrennt werden.
Den IWES-Experten ist es gelungen, das Kohlendioxid ohne Abspaltung direkt in Methan umzuwandeln und damit einen komplizierten Prozessschritt zu sparen. „Wir können auf diese Weise derzeit ein Gas mit einem stabilen Methananteil von mehr als 90 Prozent erzeugen“, berichtete der IWES-Bereichsleiter fĂŒr Energiesystemtechnik, Bernd Krautkremer. Dieses Biomethan könne entweder zwischengespeichert oder auch in den Biogasspeicher zurĂŒckgefĂŒhrt werden, um dort den Gesamtmethangehalt zu erhöhen. „Wir haben beide Möglichkeiten erfolgreich getestet“, sagte Krautkremer.

Das durch direkte Methansierung gewonnene Gas soll nicht ins Erdgasnetz eingespeist werden. Dadurch entfallen weitere technisch komplizierte und kostenintensive Anpassungsmaßnahmen wie die eichfĂ€hige Messung, die Druckerhöhung und die Konditionierung des Biomethans. Dies macht die Anwendung der neuen Power-to-Gas-Variante vor allem fĂŒr kleinere Biogasanlagen mit einer Leistung von rund 250 Kilowatt attraktiv, die ihr Gas direkt verstromen.
Die Experten vom Fraunhofer IWES wollen den Prozess jetzt weiter optimieren und unter anderem Alternativen zur herkömmlichen biologischen Entschwefelung entwickeln, die fĂŒr die direkte Methansierung nicht geeignet ist. Auch der eingesetzte Katalysator soll noch weiter getestet werden. „Das Potential der direkten Methanisierung ist groß, aber es liegt noch einiges an Forschungsarbeit vor uns, bevor wir an einen breiten Einsatz denken können“, erklĂ€rte IWES-Institutsleiter Hoffmann abschließend.

Weitere Informationen:
http://www.iwes.fraunhofer.de
http://www.iwes.fraunhofer.de/de/labore/hbfz.html
http://www.hmuelv.hessen.de/irj/HMULV_Internet?rid=HMULV_15/HMULV_Internet/nav/4...
http://www.thueringen.de/th8/tmlfun/aktuell/presse/69249/index.aspx



Copyright: © Informationsdienst Wissenschaft e.V. -idw- (16.01.2013)
 
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