Der Anteil an erneuerbaren Energien am deutschen Strommix steigt stetig an und soll im Zuge der Energiewende weiter ausgebaut werden. Die Entwicklung nachhaltiger Umwandlungs- und Speichertechnologien ist dabei ein entscheidender Baustein für die Gewährleistung einer bedarfsgerechten Energieversorgung.
Ein vielversprechendes Konzept für eine flexible und langfristige Energiespeicherung ist die Erzeugung von Methan aus Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid (Power-to-Gas). Dabei wird Wasserstoff aus nicht genutztem regenerativen Strom mittels Elektrolyse hergestellt und Kohlenstoffdioxid aus Kläranlagen, Biogasanlagen oder der Industrie kann direkt am Ort der Entstehung genutzt werden.
Im Vergleich zum bekannten chemisch-katalytischen Sabatier-Prozess nutzt die mikrobiologische Methanisierung hydrogenotrophe methanogene Archaeen für die Umwandlung der zugeführten Gase. Das hat den Vorteil, dass der biologische Prozess bereits bei Umgebungsdruck und Temperaturen zwischen 5°C und 122°C (typischerweise bei 35°C bis 60°C) betrieben wird und eine höhere Toleranz gegenüber Verunreinigungen im Rohgas aufweist. Während Schwefelwasserstoff im Biogas für chemisch-katalytische Prozesse aufgrund der Korrosionswirkung eine große Herausforderung darstellt, ist Schwefel für die Mikroorganismen ein essentieller Nährstoff, wodurch die Schwefelwasserstoffkonzentration im Produktgas deutlich geringer ist.
Das Produktgas aus der mikrobiologische Methanisierung kann anschließend direkt genutzt werden, z.B. als Kraftstoff im Mobilitätssektor oder abhängig von der jeweils geforderten Gasqualität, in das bestehende Erdgasnetz eingespeist werden.