Innovative Erzeugung von gasförmigen Brennstoffen aus Biomasse (B2G)

Im gesamten B2G-Projekt werden biologische und thermische Verfahren entwickelt und evaluiert, um die Energiegewinnung aus Biomasse in Form von gasförmigen Brennstoffen wie SNG (substitute natural gas) und Wasserstoff zu optimieren. Biogene Gase in Erdgasqualität können fermentativ und durch thermochemische Konversion von Biomasse erzeugt werden und nach einer entsprechenden Aufbereitung als SNG in das Erdgasnetz eingespeist werden. Damit kann die SNG-Produktion zeitlich und räumlich von dessen Nutzung entkoppelt werden. Bisher ist die CO₂-Abtrennung aus Biogas bei der Gasaufbereitung sehr teuer. Ein innovatives zweistufiges Fermentationsverfahren, welches in diesem Projekt entwickelt wird, soll die dezentrale Nutzung von Biogas über die Einspeisung ins Erdgasnetz optimieren und im Vergleich zur derzeitigen Erzeugung deutliche Vorteile in Bezug auf den Eigenenergiebedarf des Verfahrens aufweisen.

Zielsetzung:

-     Entwicklung eines Verfahrens zur fermentativen Erzeugung eines methanreichen Biogases (CH₄>90 Vol.-%)

-     Aufbau eines Labor-Hochleistungs-Reaktors für eine Methangewinnung unter erhöhtem Druck

Material und Methode:

Die zweiphasige Fermentation besteht aus drei parallel betriebenen, druckfreien Versäuerungsfermentern, einem druckfesten Hochleistungs-Methanreaktor sowie zwei Puffertanks. Diese werden als Laborfermenter im Biogaslabor der Landesanstalt für Agartechnik und Bioenergie zusammen mit der notwendigen Mess-, Regel- und Steuerungstechniken (z.B. Druck-, pH-, Temperatursensoren) aufgebaut.

Im Rahmen des Projekts werden zunächst Untersuchungen im Druckbereich von 0,1 Mpa bis 1 Mpa durchgeführt. Um den Aufbereitungsaufwand beim einzuspeisenden Biogas zu minimieren, soll so weit wie möglich eine Vorentschwefelung in der ersten Verfahrensstufe realisiert werden. Zusätzlich soll ein System entwickelt werden, das die Ausschleusung von Mineralsstoffen aus dem Verfahren ermöglicht.

Beteiligte Einrichtungen des Forschungsverbundes

Landesanstalt für Agrartechnik & Bioenergie, Universität Hohenheim

Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung, Baden-Württemberg (ZSW)

Institut für Industriebetriebslehre und industrielle Produktion, Universität Karlsruhe (KIT)

DVGW-Forschungsstelle am Engler-Bunte-Institut der Universität Karlsruhe (DVGW-EBI)

Institut für Feurungs- und Kraftwerkstechnik, Universität Stuttgart (IFK)

Technologieplattform Bioenergie und Methan GmbH & Co.KG (TBM)

Energie Baden-Württemberg AG (EnBW)

Mineralölraffinerie Oberrhein GmbH & Co.KG (MIRO)