Biologische Methanisierung : Methanogenese als mikrobiologische Alternative zur katalytischen Methanisierung

Im Kontext zu Power-to-Gas ist die biologische Methanisierung eine umweltfreundliche Alternative zur katalytischen Methanisierung, um Biomethan oder synthetisches Erdgas aus erneuerbarem Strom und Kohlendioxid zu erzeugen. Dabei ermöglicht die in-situ biologische Methanisierung eine direkte Aufreinigung des Biogases zu Biomethan innerhalb eines anaeroben Fermenters. Diese Form der Methanisierung stellt jedoch hohe Anforderungen an die Wasserstoffdosierung und Prozesskontrolle. Demgegenüber kann die ex-situ biologische Methanisierung in Kombination mit Power-to-Gas eine Alternative zu konventionellen Verfahren zur Entfernung von Kohlendioxid aus Biogas darstellen. Analog zur katalytischen Methanisierung ist sie zudem unabhängig von der Biogaserzeugung mit jeder beliebigen Kohlendioxidquelle kombinierbar. Aufgrund der mikrobiologischen Umsetzung sind die Methanbildungsraten bei der biologischen Methanisierung geringer als bei der katalytischen Variante. Dafür sind die Anforderungen an das Apparate- und Prozessdesign bei der biologischen Variante deutlich tiefer. Die bisher favorisierten biologischen Reaktoren werden bisher jedoch durch eine erhebliche Stofftransportlimitierung in ihrer Leistungsfähigkeit eingeschränkt. Für einen hinreichenden Vergleich beider Varianten fehlt daher bis heute eine verlässliche Datenbasis. Bei optimalem Reaktordesign wird jede der beiden Varianten ihre Anwendung finden. Im Rahmen des SCCER BIOSWEET erarbeiten Forscher der ZHAW Wädenswil und des Paul-Scherrer-Instituts die erforderlichen Grundlagen zur Bilanzierung und Modellierung beider Varianten. Damit soll es in Zukunft möglich werden, standortspezifisch die optimale Konfiguration für eine Power-to-Gas-Anlage geben zu können