Zweistufige Druckfermentation - Ein innovatives, optimiertes Verfahren für die Erzeugung von Biogas zur Netzeinspeisung

Von der DVGW-Forschungsstelle am Engler-Bunte-Institut des KIT und von der Landesanstalt für Agrartechnik und Bioenergie der Universität Hohenheim wird derzeit im Rahmen des BMBF-Verbundprojektes 'B2G - Innovative Erzeugung von gasförmigen Brennstoffen aus Biomasse' ein Verfahren zur zweistufigen Druckfermentation entwickelt. Mit diesem Verfahren kann Biogas effizienter erzeugt, aufbereitet und in das Erdgasnetz eingespeist werden.

Bei dem neuartigen Verfahren zur Erzeugung von Biogas wird zunächst die abbaubare Biomasse in ein flüssiges Perkolat überführt, das anschließend in einem Festbettreaktor unter Druck mikrobiologisch zu Methan umgesetzt wird. Im Vergleich zu den konventionellen Verfahren der fermentativen Biogasgewinnung erlaubt die zweistufige Prozessführung eine Reduktion der Verweilzeit und damit eine Steigerung der Raumbelastung. Durch niedrige pH-Werte und erhöhte Temperaturen in der ersten Stufe können auch schwer abbaubare Substrate aufgeschlossen und somit das Substratspektrum erweitert werden. Gleichzeitig wird als Nebenprodukt ein wasserstoffreiches Gas erzeugt, das in einem BHKW z. B. in Form einer Brennstoffzelle genutzt werden kann. Durch die Fermentation unter erhöhtem Druck im zweiten Reaktor wird das Biogas einerseits gleich auf hohem Druckniveau (> 5 bar) produziert. Es besitzt zusätzlich durch die Lösung von CO2 einen stark erhöhten Methangehalt von bis zu über 90 Mol.-%. Außerdem bewirkt der erhöhte Druck des Rohbiogases eine Einsparung von 6-14 % des Energieaufwands der Aufbereitung des Biogases, da eine Kompression auf den für viele Aufbereitungsverfahren notwendigen Prozessdruck bzw. auf den Einspeisedruck entfällt. Die Gasaufbereitung wird weiterhin durch eine in-situ Abtrennung eines Großteils des CO2 stark vereinfacht und reduziert, was zu einer deutlichen Kostenreduktion führen kann.



Copyright: © DIV Deutscher Industrieverlag GmbH
Quelle: GWF Gas Erdgas 06/2011 (Mai 2011)
Seiten: 8
Preis: € 8,00
Autor: Dipl.-Phys. Anna-Maria Wonneberger
Dr.-Ing Dipl.-Wirt.-Ing. Frank Graf
Dr. Andreas Lemmer
Prof. Dr.-Ing. Rainer Reimert
 
 Diesen Fachartikel kaufen...
(nach Kauf erscheint Ihr Warenkorb oben links)
 Artikel weiterempfehlen
 Artikel nach Login kommentieren



Diese Fachartikel könnten Sie auch interessieren:

Das Bundesverfassungsgericht und der Investitionsschutz
© Lexxion Verlagsgesellschaft mbH (3/2023)
In its decision of 30 June 2020, the Federal Constitutional Court granted protection of legitimate expectations for frustrated investments in the approval procedure for the erection of wind turbines in the exclusive economic zone, but only with consideration of the affected parties and not on the basis of fundamental rights under Article 14 (1) of the Basic Law or Article 12 (1) of the Basic Law, but rather under Article 2 (1) of the Basic Law in conjunction with Article 20 (3) of the Basic Law. Article 20 (3) GG on the basis of the standards of retroactivity under the rule of law. In contrast to the overwhelming acceptance of the decision in the literature, the article criticises the rejection of the use of the fundamental right to property, but also the derivation of the said duty of consideration.

Planungs- und umweltrechtliche Probleme des Kohleausstiegs in Griechenland
© Lexxion Verlagsgesellschaft mbH (3/2023)
Die Elektrizitätsversorgung Griechenlands wurde- vor allem in den ländlichen Gebieten - unmittelbar nach dem 2. Weltkrieg mit der Gründung des 'Öffentlichen Elektrizitätsunternehmens' (Δ.Ε.Η., Δημόσια ΕπιχείÏηση ΗλεκτÏισμοÏ, hier Public Power Corporation, PPC) per Gesetz im Jahre 1950 energisch vorgetrieben. Was die Produktion von Elektrizität anbetrifft, erhöhte sich im Laufe der Zeit die Bedeutung des Braunkohleabbaus in zwei Regionen, Westmazedonien (um die Städte Kozani, Florina und Ptolemaida) und Arkadien (Megalopolis), wo das erwähnte öffentliche Unternehmen vom griechischen Staat weite Konzessionen unentgeltlich erhielt. Vor allem in den 70er- und 80er-Jahren wurde in diesen beiden, zuvor landwirtschaftlich geprägten, Regionen eine Vielzahl von Kohlebergwerken und Kohlekraftwerken in Betrieb genommen; damit haben sich die örtliche Wirtschaft und Beschäftigung hin zum Kohlebergbau orientiert.

Der 'Doppelwumms' für die Windenergienutzung im Lichte von Akzeptanz, Beschleunigung und 'legislativer Effizienz'
© Lexxion Verlagsgesellschaft mbH (3/2023)
Die Lage ist prekär. Krisen sind zum Dauerzustand geworden, Zeit für Resilienz wird immer knapper. Auf die einschneidende Coronakrise folgt die Energiekrise, verursacht durch den völkerrechtswidrigen Angriffskrieg Russlands auf die Ukraine, und über allem schwebt seit Jahr(zehnt)en die Klimakrise.

Die Rolle von Biogas für eine sichere Gasversorgung in Deutschland
© Witzenhausen-Institut für Abfall, Umwelt und Energie GmbH (11/2022)
Vor dem Hintergrund des Krieges in der Ukraine und der Gasmangellage nimmt auch die Aufmerksamkeit für Biogas zu. Sowohl gegenwärtige als auch zukünftige Potenziale können allerdings nur sehr begrenzt zur Unabhängigkeit von russischem Erdgas beitragen. Aus Biogas gewonnenes Biomethan, das Erdgas in allen Anwendungen ersetzen kann, hat derzeit einen Anteil am Gasmarkt von etwa 1 %. Dieser Anteil kann bis 2030 auf etwa 3 % ausgeweitet werden. Darüber hinaus kann Biogas russisches Erdgas in begrenztem Maße durch die Bereitstellung von Wärme und flexibel erzeugtem Strom ersetzen. Um diese Beiträge zur Energieversorgungssicherheit zu sichern und auszubauen, sollte vor allem die Substratbasis von Energiepflanzen stärker auf biogene Reststoffe und Abfälle umgestellt werden. Darüber hinaus können zusätzliche Anreize für eine weitergehende Flexibilisierung der Stromerzeugung aus Biogas sinnvoll sein.

Power-to-X und Wasserstoff: Perspektiven, Governance und das neue EU-Energierecht
© Lexxion Verlagsgesellschaft mbH (5/2022)
Die Einhaltung des völkerrechtsverbindlichen Klimaschutzziels aus Art. 2 Abs. 1 Paris-Abkommen (PA) - Beschränkung der globalen Erwärmung auf deutlich unter zwei und möglichst 1,5 Grad Celsius - impliziert global in sämtlichen SektorenNullemissionen (respektive eineKompensation verbleibender Emissionen) in maximal zwei Dekaden, eher sogar deutlich weniger, will man das Ziel halbwegs sicher erreichen.