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Vereinfachte Darstellung des KatMethCon-Prozesses

KatMethCon - Nachgeschaltete Biogasmethanisierung mit Zeolith-Katalysator-Matrix

Projektlaufzeit: 01.04.2018 bis 31.03.2020
Projektleitung:
Projektpartner:Opens external link in new windowChemiewerk Bad Köstritz GmbH
Opens external link in new windowGraforce Hydro GmbH
Opens external link in new windowSchulz Systemtechnik GmbH
Dokumente:
ifaf_katmethcon_expose.pdf1.3 M
ifaf_katmethcon_poster.pdf8.5 M

Kurzbeschreibung:

Die bisherige Nutzung von Biogas erfolgt überwiegend in Blockheizkraftwerken (BHKW) zur Strom- und Wärmeproduktion. Aufgrund sinkender Vergütungen des so erzeugten Stromes steigt die Motivation, Biomethan zu produzieren und in Erdgasnetze einzuspeisen. Dabei entsteht jedoch viel Kohlendioxid (CO2), das bisher in die Atmosphäre abgelassen wird. Das Projekt KatMethCon entwickelt Katalysatormaterialien und -strukturen, um dieses CO2 direkt mit Wasserstoff in Methan umzuwandeln, welches in das Erdgasnetz eingespeist werden kann.

Hintergrund
Gegenwärtig erfolgt die Nutzung des in Biogasanlagen produzierten Biogases vorwiegend in dezentralen Blockheizkraftwerk- (BHKW-)Anlagen zur Strom- und Wärmeproduktion. Durch Änderungen im Erneuerbare-Energie-Gesetz (EEG) steht die Biogasbranche in Deutschland jedoch unter wachsendem Druck, da sich durch mehrere EEG-Novellen die staatliche Förderung für BHKW-Anlagen und die Vergütung des darin erzeugten Stroms verringert. Insbesondere größere Biogasanlagenbetreiber setzen daher zunehmend auf die Produktion und Einspeisung von Biomethan in Erdgasnetze. Das beim Biomethan-Upgrade in großen Mengen anfallende CO2 (ca. ein Drittel der produzierten Gasmenge) wird bisher meist in die Atmosphäre entlassen.

Methode
In Abgrenzung zu den derzeit verfolgten Power-to-Gas-Ansätzen, bei denen CO2 vor der katalytischen Umsetzung aus dem Rohbiogas abgetrennt wird, soll im Rahmen des Vorhabens der gesamte Rohbiogasstrom der Methanisierung zugeführt werden. Zum Erreichen der Zielstellung wird ein integrierter Ansatz verfolgt, der die Entwicklung einer Katalysator-Matrix aus Zeolith (eine kristalline Silizium-Aluminium Struktur), die optimale Integration der Gasaufbereitung/Gastrennung mittels Membranen und PSA (pressure swing adsorption) sowie die Systemintegration für den passgenauen Einsatz in Biogasanlagen umfasst. Eine Erweiterung der Anwendung z.B. für Kläranlagen ist Teil des Ansatzes.

Die praktische Umsetzung des Prozesses benötigt eine optimale Material-, System- und Prozessintegration und erfordert effiziente, langlebige und preiswerte Katalysatormaterialien und -strukturen. Im Ergebnis wird eine ökologisch und ökonomisch effizientere Methode angestrebt.

Ziele
Ziel des Projekts ist es, CO2 Emission zu vermeiden und das CO2 mit Wasserstoff (H2) synthetisch in einer sogenannten Methanisierungsreaktion zu Methan (CH4) umzusetzen. Das Projekt entwickelt hierfür ein neuartiges Mehrkomponenten-System zur direkten katalytischen Methanisierung des im Rohbiogas von Biogasanlagen enthaltenen CO2 durch Reaktion mit regenerativ erzeugtem Wasserstoff. Neben der technischen Prozessentwicklung strebt das Projekt einen Beitrag zur Netzstabilisierung und der Teilnahme der Betreiber künftiger Anlagen am Regelenergiemarkt an.

Veranstaltungen und Präsentationen:

  • Projektpräsentation auf dem internationalen Workshop "Ecological Sustainable Waste Management – Energetic Utilization of Organic Waste“, 27. November 2018, Kenitra (Marokko)
  • Vortrag auf dem 25. Symposium „Regenerative Energien und Wasserstofftechnik (REGWA)“, 9. November 2018, Fachhochschule Stralsund
  • Teilnahme an der „XXIII International conference on Chemical Reactors: CHEMREACTOR-23“, 5.–9. November 2018, Ghent (Belgien)

Publikationen:

Mirko Barz, Hartmut Wesenfeld, Asnakech Laß-Seyoum, Sascha Knist: Catalytic Conversion of Biogas to Biomethane, In: Ecological sustainable waste management – energetic utilization of organic waste, S. 33 - 39, Mensch und Buch Verlag, Berlin.

Kontakt:

Prof. Dr. Hartmut Wesenfeld, E-Mail sendenhwesenfeld@beuth-hochschule.de
Prof. Dr. Asnakech Laß-Seyoum, E-Mail sendenasnakech.lass-seyoum@htw-berlin.de
Prof. Dr.-Ing. Mirko Barz, E-Mail sendenmirko.barz@htw-berlin.de

 

 

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