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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

Kurzbeschreibung:

Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines innovativen Mehrkomponenten-Systems zur direkten katalytischen Methanisierung des im Rohbiogas von Biogasanlagen enthaltenen Kohlendioxids (CO2) durch Reaktion mit regenerativ erzeugtem Wasserstoff.

Gegenwärtig erfolgt die Nutzung des in Biogasanlagen produzierten Biogases vorwiegend in dezentralen Blockheizkraftwerk- (BHKW-)Anlagen zur Strom- und Wärmeproduktion. Seit der Erneuerbare-Energie-Gesetz-(EEG-)Novelle von 2009 steht die Biogasbranche in Deutschland jedoch unter Druck, der sich durch die Novellen 2012, 2014 und 2017 weiter erhöht hat. Durch die Novellen verringert sich die staatliche Förderung für BHKW-Anlagen und die Vergütung des darin erzeugten Stroms. 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. 1/3 der produzierten Gasmenge) wird bisher meist in die Atmosphäre entlassen. Ziel ist es, diese Emission zu vermeiden, das CO2 mit H2 synthetisch in einer sogenannten Methanisierungsreaktion zu CH4 umzusetzen und damit zu einer Verbesserung der Ökonomie und Ökologie des Prozesses beizutragen.

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 aus Zeolith-Katalysator-Matrix, einer optimalen Integration der Gasaufbereitung/Gastrennung sowie der Systemintegration für den passgenauen Einsatz in Biogasanlagen und zur Applikationserweiterung in weiteren Bereichen (z.B. Kläranlagen) verfolgt.

Die praktische Umsetzung des Prozesses erfordert eine optimale Material-, System- und Prozessintegration. Für die Umsetzung sind effiziente, langlebige und preiswerte Katalysatormaterialien und -strukturen erforderlich. Im Bereich der Gastrennung des Produktes Methan (CH4) von Wasser und nicht umgesetzten Gaskomponenten (CO/CO2/H2), die im Kreislauf geführt werden, müssen effektive und effiziente Lösungen (z. B. Membrantrenntechniken, Zeolithe) zur Verfügung gestellt werden. Darüber hinaus ergeben sich neben der energetischen und stofflichen Optimierung des Prozesses Querschnittsthemen, z.B. Beitrag des Vorhabens zur Netzstabilisierung und der Teilnahme der Betreiber künftiger Anlagen am Regelenergiemarkt.

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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