Mikrobielles Biomethan auf dem Weg zur Industriereife

ORBIT-Feldtest erfolgreich abgeschlossen

Im Dezember endete der Testbetrieb der ORBIT-Biomethanisierungsanlage in Ibbenbüren und damit ein Forschungsvorhaben zur Weiterentwicklung der Power-to-Gas-Technologie, die mehr und mehr an Bedeutung gewinnt. ORBIT steht für „Optimierung eines Rieselbett-Bioreaktors für die dynamische mikrobielle Biosynthese von Methan mit Archaeen in Power-to-Gas-Anlagen“. Das Forschungsprojekt war seit Juli 2017 gelaufen und vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) mit 1,14 Mio. Euro gefördert worden. Innerhalb kurzer Zeit war es gelungen, ein funktionierendes System aufzubauen. Dieses soll nun in weiteren Entwicklungsschritten für den industriellen Einsatz zu einer Gesamtanlage erweitert werden.

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Die Methanisierung ist ein Prozess, in dem regenerativ erzeugter Wasserstoff und CO2 von methanproduzierenden Archaeen zu Biomethan umgewandelt werden. Diese Mikroorganismen gehören zu den ältesten Lebewesen der Erde. Methanogene Archaeen kommen natürlicherweise in sauerstofffreien Lebensräumen wie Mooren und Sümpfen, geothermalen Quellen oder der Tiefsee, aber etwa auch im Verdauungstrakt des Menschen und anderen Säugetieren vor.

Das übergeordnete Ziel des Verbundvorhabens war die Entwicklung neuer technologischer Möglichkeiten für den biologischen Methanisierungsprozess mit Archaeen. Die effiziente Energiespeicher- und Sektorkopplungstechnologie sollte auf die nächste Stufe gehoben und darin ein neuer Prozess von Grund auf, vom Technologiereifegrad (TRL) 3 bis 7, entwickelt werden.

Im Gegensatz zur technisch ausgereiften chemisch-katalytischen Methanisierung sind hier noch Potenziale zur Optimierung verfahrenstechnischer und biologischer Prozesse vorhanden. Im Vordergrund stand zum einen, einen Rieselbett-Bioreaktor zu optimieren, zu simulieren, aufzubauen sowie für die Hochskalierung vorzubereiten. Zum anderen wurden optimal geeignete Mikroorganismen selektiert und deren Verhalten und Eignung im Reaktor und für den Prozess analysiert.

18-monatiger Testbetrieb

Das Projekt war in mehrere Phasen unterteilt. Nach dem initialen Aufbau der Methanisierungsanlage an der FAU Erlangen-Nürnberg absolvierte diese einen erfolgreichen 18-monatigen Testbetrieb auf dem gemeinsamen Campus der OTH und der Universität Regensburg. „In den frühen Projektphasen in Regensburg wurden verschiedene Mikroorganismen im Zusammenspiel mit unterschiedlichen Materialproben aus dem baulichen Teil der Anlage im Labor getestet, während die Anlage in der Zwischenzeit in Nürnberg aufgebaut und dann in Regensburg baulich weiterentwickelt wurde“, erläutert Projektkoordinator Martin Thema die ersten Projektschritte. Danach entwickelten die Projektpartner im Technikumsbetrieb das Zusammenspiel aus Prozesstechnik und Biologie für einen teilautomatisierten Betrieb weiter. Die Gasversorgung erfolgte in dieser Projektphase per Flaschengas.

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Autor: Michael Nallinger

HOC

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