In einem Forschungsprojekt hat die Brandenburgische Technische Universität (BTU) Cottbus-Senftenberg ihren 2012 entwickelten kontinuierlichen Rieselbett-Reaktor zur biologischen Methanisierung weiter optimiert und unter praxisnahen Bedingungen erprobt. Wie die Fachagentur für Nachwachsende Rohstoffe (FNR) als Projektträger mitteilte, ist das Verfahren potenziell gut für die flexible Speicherung von Energie als Beitrag für die Energiewende geeignet. Gefördert wurde das Projekt vom Bundesagrarministerium (BMEL).
Höherer Druck steigert Methanbildungsrate
Der inzwischen patentierte Reaktor zeichnet sich durch eine besonders hohe Methankonzentration von 98 Prozent im Produktgas und einen niedrigen Strom- und Wärmebedarf aus. Verbesserungsfähig war die relativ geringe Methanbildungsrate. Im hier vorgestellten Projekt entwickelte die BTU den bisher im Technikum erprobten Ansatz für die Kopplung von Bio-, Solar- und Windenergie in der Praxis weiter. Durch Erhöhung des Betriebsdrucks auf 5 bar konnten sie die Methanbildungsrate bei verhältnismäßig geringem energetischen Mehraufwand deutlich steigern. Eine weitere Druckerhöhung führte hingegen zu keinem gesteigerten Wasserstoffumsatz.
Außerdem ermittelten die Forscher die optimalen Betriebsparameter und testeten erfolgreich nicht aufbereitetes Biogas als Alternative zum Ausgangsgas Kohlendioxid. Unter Zugabe einer praxisnahen Nährstofflösung erreichten sie einen stabilen Langzeitbetrieb des Reaktors. „Hervorzuheben ist auch die sehr gute Steuerbarkeit des Prozesses, die Methanbildung kann direkt gestartet oder unterbrochen werden. Dadurch ist es möglich, auf den Erdgasbedarf bzw. die Verfügbarkeit der Inputgase flexibel zu reagieren“, sagte Projektleiter Marko Burkhardt.
Insgesamt bewerteten die Forscher den anaeroben Rieselbettreaktor als wirtschaftlich konkurrenzfähig zu anderen Methanisierungsverfahren, bei deutlichen Stärken in der Energieeffizienz und Produktqualität. Nach ihrer Einschätzung ist der Reaktor selbst für eine flexible, bedarfsgerechte Fahrweise gut geeignet, das Zusammenspiel der gesamten Prozesskette von der Elektrolyse bis zur Methaneinspeisung müsse im Praxismaßstab aber noch weiter untersucht werden. Bedarf zur Forschung und Entwicklung bestehe auch noch beim Einsatz von Steuerungs- und Regeltechnik für die Methanisierung unter erhöhtem Druck, weil dabei die genaue Einstellung des Verhältnisses von Kohlendioxid zu Wasserstoff besonders wichtig sei.
Der Abschlussbericht steht auf fnr.de unter dem Förderkennzeichen 22407112 zur Verfügung.