G20 Foundation Research Green Growth Forum Communique | Page 58

Bisheriger Stand
der Technik Die direkte Speicherung von Wasserstoff ist aufgrund beschränkter Kapazitäten und
technischer Probleme nur kurzzeitig möglich. In Zeiten eines hohen Strombedarfes kann
die Rückverstromung und Netzeinspeisung mittels eines H 2 -BHKW, einer Turbine oder
einer Brennstoff zelle erfolgen. Es muss jedoch berücksichtigt werden, dass diese Wege
durch geringe Wirkungsgrade charakterisiert sind. Zudem kann häufi g die Abfallwärme
nicht verwertet werden, da keine Abnehmer verfügbar sind.
Das vorgeschlagene Rieselbettprinzip ist zwar grundlegend und insbesondere aus der
aeroben Abwasser- und Abluftreinigung bekannt, es fand jedoch noch nie eine Anwen-
dung im anaeroben Betrieb zur Methanisierung sowohl beim Einsatz von fl üssigen als
auch gasförmigen Verbindungen statt. Die anaerobe Umsetzung gasförmiger Substrate
durch methanogene Mikroorganismen zu Methan in diesem Prinzip ist absolut innovativ
und unbekannt.
Immobilisierte Methanogene fi nden bereits seit einigen Jahren Anwendung in der Bio-
gastechnologie. Jedoch liegt immer ein fl üssigkeitsgespannter Reaktor vor, in dem le-
diglich fl üssige Substrate eingesetzt werden. Die Methansynthese aus Wasserstoff und
Kohlenstoff dioxid aus der Gasphase an Biofi lmen wurde bislang noch nicht untersucht
oder praktisch eingesetzt.
Zurzeit wird in einigen Forschergruppen die Methananreicherung durch Einpressen
von Wasserstoff in klassischen Biogasreaktoren (»Fermenter«) verfolgt. Jedoch sind die
Raum-Zeit-Ausbeuten aufgrund der geringen Kontaktzeit des Gases im Fermenter nur
sehr gering. Das Gas perlt durch den Reaktor hindurch, wird nur geringfügig umgesetzt
und mit dem Biogas abgeführt. Die mögliche Raumbeladung ist daher nur sehr gering.
Jüngere Untersuchungen streben die Optimierung des so genannten Sabatier-prozes-
ses an, der ebenfalls die Umsetzung von H 2 und CO 2 zu CH 4 ermöglicht. Dieser physiko-
chemische Prozess ist bereits gut untersucht, jedoch erfordert diese Reaktion ein hohes
Druck- und Temperaturniveau von ca. 400°C und einen Katalysator, meist Nickel oder
Ruthenium. Letztlich wird der Gesamtwirkungsgrad reduziert.
Vorteile gegenüber
der herkömmlichen
Technik Der Aufb au, das Arbeitsprinzip und die Produktgewinnung im Reaktor sind weltweit ein-
zigartig, sodass die Erteilung eines Patentes beantragt wurde. Das Rieselbettverfahren
zeichnet sich durch folgende Vorteile aus:
• Es kann ein fast 100%-ig reines Methangas unter geringem Energieaufwand bei
moderaten Temperaturbedingungen von 37°C hergestellt werden. Eine Aufreini-
gung ist gar nicht oder nur in einem sehr geringen Maß erforderlich.
• Es kann die Methanisierung aus Wasserstoff und Kohlenstoff dioxid erfolgen.
Wasserstoff kann elektrolytisch mit »Überschussstrom« gewonnen werden. Des-
sen Speicherung bzw. Verwertung ist zurzeit nur begrenzt. Kohlenstoff dioxid ist
grundsätzlich gut verfügbar. Die Umsetzung zu Methan bietet den Vorteil, dass im
Gegensatz zu Wasserstoff eine bessere Zugänglichkeit zum Erdgasnetz aufgrund
der chemischen Zusammensetzung und letztlich auch bei den Verbrauchern
(Brenner) besteht (Energiespeicherpotenzial und Kohlendioxidminderungspo-
tenzial). Aufgrund der ca. 3,5-fach höheren Energiedichte pro Volumen von Met-
han (Hu=35,89 MJ/m³) im Vergleich zu Wasserstoff (Hu=10,78 MJ/m³) ist auch der
Transport bzw. der Betrieb von erdgas(methan-)betriebenen Fahrzeugen vorteil-
hafter (Mobilitätspotenzial).
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