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Dienstag, 18. Februar 2014 um 16:48 Uhr

ENERGIEWENDE

power to gas Projekt - in situ Elektrolyse und Methanisierung

power to gas

rent a scientist entwickelt zusammen mit dem power to gas Experten der Viessmann Gruppe, der MicrobEnergy GmbH im Rahmen eines durch das Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV) geförderten Projektes einen Wasserelektrolyseur, welcher direkt in einem Biogasfermenter bzw. einer Klärschlammanlage zum Einsatz kommen soll. Der in der Elektrolyse produzierte Wasserstoff wird in der Biogasanlage zu Methan umgewandelt. Dadurch kann regenerativer Überschussstrom elegant in Form von Methan zwischengespeichert und im Gasnetz transportiert werden.

Im Zuge des zunehmenden Ausbaus von erneuerbaren Energien werden Zeiten des Stromüberschusses bzw. des Strommangels zunehmen. Die Schaffung von ausreichenden Speicherkapazitäten ist daher eine unabdingbare Voraussetzung für das Gelingen der Energiewende. Biogas- bzw. Kläranlagen können bereits jetzt durch Zwischenspeicherung und verzögerte Verstromung des kontinuierlich erzeugten Gases einen wichtigen Beitrag als passiver Energiepuffer im Netz leisten. Biogas besteht typischerweise zu etwa 50% aus Methan und 50% aus Kohlenstoffdioxid. Durch Methanisierung des CO2-Anteils im Biogas unter Verwendung von hydrogenotrophen Methanbakterien und elektrolytisch aus Überschussstrom erzeugtem Wasserstoff (nach Glch. 1) könnten gleichzeitig die Speicherkapazität und der Energiegehalt des gespeicherten Gases deutlich erhöht werden.

Glch. 1: CO2 + 4 H2 --> CH4 + H2O

Besonders attraktiv wäre die Methanisierung des CO2-Anteils im Biogas, wenn der benötigte Wasserstoff nicht in einer externen Elektrolyse hergestellt werden müsste, sondern die Elektrolyse direkt im Fermenter stattfinden könnte (Abb. 1). Bei einer solchen in situ Elektrolyse steht der Wasserstoff dem biologischen System direkt zur Verfügung - ohne Energieverluste für Lagerung, Verdichtung und Einbringung in den Fermenter. Weitere Vorteile einer in situ Wasserelektrolyse innerhalb einer Biogasanlage sind die optimale Nutzung der Abwärme der Elektrolyse und eine optimale Verteilung des in situ erzeugten Wasserstoffs innerhalb der Fermenter- bzw. Klärschlammlösung. Der Gesamtwirkungsgrad wird dadurch deutlich erhöht.

Ziel der Arbeiten von rent a scientist ist die Entwicklung eines kostengünstigen in situ Wasserelektrolyseurs, welcher direkt im Fermenter von Biogas- bzw. Kläranlagen verwendet werden kann. Dafür werden zurzeit verschiedene in situ Elektrolysekonzepte geplant und auf ihre prinzipielle Machbarkeit im Labor (Abb. 2) und anschließend im Technikum untersucht Die verschiedenen Konzepte werden bezüglich Kosten und Effizienz immer im Vergleich mit der Kombination aus externer Elektrolyse mit nachfolgender Einspeisung des extern erzeugten Wasserstoffs in eine Biogasanlage bewertet.

 

power to gas

 

 

 

Die rent a scientist Mitarbeiter sind froh, mit dieser nachhaltigen Entwicklung für die MicrobEnergy aktiv zum Gelingen der Energiewende beitragen zu können.

 

 

 

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