Die mikrobiologische Umwandlung von H2 und CO2 zu CH4 unter anaeroben Bedingungen durch methanogene Mikroorganismen ist als Teilprozess aus Biogasanlagen oder Faulbehältern bekannt. Ein besonders leistungsfähiges Reaktorkonzept ist der gasgefüllte Rieselbettreaktor, in dem die Mikroorgansimen auf Aufwuchskörpern immobilisiert sind.
Im abgeschlossenen Projekt DemoMeth konnte ein Pilotreaktor mit einem aktiven Reaktionsvolumen von 0,8 m3 auf der Kläranlage Garching installiert werden. Als CO2-Quelle wurde Rohbiogas aus dem Gasspeicher des Faulbehälters eingesetzt, wodurch eine Aufwertung des Biogases am Entstehungsort bis auf Einspeisequalität (> 96 % CH4) ermöglicht werden konnte. Dabei wurde im Pilotreaktor eine stabile Methanproduktionsrate von 6 m3/(m3Reaktionsvolumen*d) erreicht.
Nach einer 1,5-jährigen Stillstandszeit konnte der Pilotreaktor, im Rahmen des neuen Projekt KomMeth, vollständig instandgesetzt und wieder in Betrieb genommen werden. Die Ergebnisse der Wiederinbetriebnahme nach längerer Inaktivität zeigen, dass das Vorhandensein eines Biofilms zu der bemerkenswerten Widerstandsfähigkeit von Rieselbett-Methanisierungssystemen beiträgt und eine rasche Wiederaufnahme hoher Methanisierungsraten mit einem CH4-Gehalt von bis zu 98 % im Produktgas selbst nach längerer Inaktivität ermöglicht. Nun wird das Konzept unter realen Bedingungen getestet und die H2-Versorgung aus Gasbündeln durch die Integration eines Elektrolyseurs ersetzt. Die Kopplung von Elektrolyse und Methanisierung soll die Funktionalität des Gesamtprozesses demonstrieren und dabei auftretende Herausforderungen, beispielsweise bezüglich der notwendigen Zwischenspeicherung von H2, identifizieren und adressieren.
Wir freuen uns auf einen spannenden Austausch und Demonstration der Elektrolyse zum TUM.Hydrogen and PtX-Netzwerktreffen am 4.April.2025 und darüber hinaus gerne individuelle Führungen auf Anfrage.
Technische Daten: 2 x AEM-Elektrolysemodul (Enapter Electrolyser 4.1) max. 1.000 NL/h H2
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. habil. Konrad Koch
Sachbearbeiter: Christian Wenzel, M.Sc. und Xavier Niebauer, M.Sc.
Finanzierung: Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie
Kooperation: Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft