Hemmung der Methanbildung durch Synthesegasverunreinigungen und Nebenprodukte der Methanisierung sowie deren biologischer Abbau bei der biologischen Methanisierung von Synthesegas aus der allothermen Wasserdampfvergasung

Thomas Trabold, FAU

Betreuer:

Prof. Dr.-Ing. Jürgen Karl, FAU

Prof. Dr.-Ing. Michael Sterner, OTH Regensburg

Hemmung der Methanbildung durch Synthesegasverunreinigungen und Nebenprodukte der Methanisierung sowie deren biologischer Abbau bei der biologischen Methanisierung von Synthesegas aus der allothermen Wasserdampfvergasung

Erdgas (Methan) ist ein weit verbreiteter fossiler Energieträger, das in seiner Gasförmigkeit große Vorteile im Handling birgt. Im Rahmen der Energiewende gilt es, dieses durch regenerative Substitute zu ersetzen, die dennoch die bereits vorhandene Erdgasinfrastruktur Nutzen. Dazu gibt es einige Ansätze der Methanisierung. Einer davon ist die biologische Methanisierung, in der methanogene Archaeen H₂ und CO₂ zu Methan umsetzen. Gleichzeitig kann so das große Speicherpotential des Erdgasnetzes für regenerative Energien genutzt werden.

Ziel des BMWi-geförderten Projektes Ash-to-Gas war es, die Bandbreite der möglichen Edukte für die biologische Methanisierung zu erweitern. Konkret wurde in dem Projekt die Machbarkeit einer Kopplung von allothermer Wasserdampfvergasung mit der biologischen Methanisierung untersucht. Der Einsatz der Vergasung von Primärenergieträgern zu Synthesegas erlaubt es feste, Lignin haltige Biomasse in der biologischen Methanisierung zu veredeln. Neben der Erweiterung des Brennstoffhorizontes, kann es dadurch zu deutlichen Einsparungen bei der Wasserstoffzugabe und damit zu wirtschaftlichen Vorteilen kommen.

Das zentrale Ergebnis des Projektes Ash-to-Gas ist, dass das Konzept durchführbar ist. Auf den erhobenen Daten aufbauend werden nun ergänzende Studien angestellt. Diese betreffen vor allem natürlich auftretende Hemmstoffe der Archaeen (Produkthemmung) und kritische Konzentrationen aromatischer Kohlenwasserstoffe und Teere (Edukthemmung). Die Produkthemmung wird zumeist durch sog. volatile fatty acids (FVAs), also kurzkettige organische Säuren hervorgerufen. Ziel ist es, Operation Maps, Grenzkonzentrationen und Abbauraten verschiedener Hemmstoffe zu ermitteln, wie auch der Produkthemmung durch geeignete, zu definierende Mischkulturen entgegen zu wirken. Dies soll durch möglichst parallelisierte Versuche zu besserer statistischer Belastbarkeit und einem höheren Durchsatz an Einsatzstoffen führen. Als Fernziel steht die weitere Ausweitung des Edukt-Portfolios für die Bio-Methan-Erzeugung und deren optimale Ausnutzung.