Methan aus Biomasse

Der Ausstieg Deutschlands aus der Atomkraft gibt dem Interesse an der Energieerzeugung aus nachwachsenden Rohstoffen weiteren Anschub. Neben Solar- und Windenergie sowie Geothermie-Verfahren liegt das Augenmerk von Politik und Energieunternehmen auch auf der energetischen Nutzung von Biomasse. Ligninhaltige (verholzte) Biomasse kann durch Vergasung zu Synthesegas umgewandelt werden, das hauptsächlich aus Kohlenstoffmonoxid und Wasserstoff besteht. Durch die Methanisierungsreaktion kann Synthesegas in ein methanreiches Gas (Substitute Natural Gas-SNG) umgewandelt werden, welches zur Einspeisung ins bestehende Erdgasnetz geeignet ist. Um dezentrale Methanisierungsanlagen für den Einsatzstoff Biomasse effizient betreiben zu können, müssen prozessbedingte Herausforderungen überwunden werden. Dazu gehört vor allem das Temperaturmanagement, da die SNG-Synthese oder Methanisierung in einem eng begrenzten Temperaturbereich durchgeführt werden muss, was bei der stark exothermen Reaktion eine effiziente Wärmeabfuhr und Nutzung erfordert. Ein neues Verfahren zu Methanisierung aus dem Engler-Bunte Institut setzt ionische Fluide in einem Blasensäulenreaktor ein, der sich speziell für kleinere und dezentrale Biomasseanlagen eignet. In den Dreiphasen-Reaktor wird das aus der Biomasse durch Vergasung gewonnene Synthesegas geleitet und an der Oberfläche sehr kleiner Katalysatorfeststoffe (Partikeldurchmesser ca. 50 - 100 µm) methanisiert. Den im neuen Verfahren eingesetzten ionischen Fluiden kommt als flüssige Reaktorphase eine entscheidende Doppelrolle zu. Einerseits dienen sie als Medium zur Dispergierung der Katalysatorpartikel. Andererseits gewährleisten sie eine optimale Abführung der bei der Methanisierungsreaktion anfallenden Abwärme. Die relativ junge Stoffgruppe der ionischen Fluide eignet sich durch ihre hohe Wärmekapazität, die hohen Löslichkeiten für die Eduktgas und den niedrigen Dampfdruck besonders für den Einsatz bei der SNG-Synthese. Im geschlossenen Kreislauf des Reaktors mit Kühlung sind die bisher meist noch recht teuren ionischen Fluide eine einmalige Investition, da sie praktisch nicht verdunsten und somit im Optimalfall keine Verunreinigung des Produktgases auftreten kann. Alle angesprochenen Punkte machen das Verfahren speziell für kleine und mittlere Anlagengrößen im zweistelligen Megawatt-Bereich attraktiv, die sich speziell für die energetische Nutzung von dezentral anfallender Biomasse anbieten.