Functionalized ceramics for hydrogenotrophic biomethanation

Die Herstellung von Biomethan birgt die Möglichkeit, organische Abfallstoffe zu einem gasförmigen und gut speicherbaren Energieträger mit hoher Energiedichte umzuwandeln. Um die geforderten Gütekriterien für die Einspeisung von Biomethan in das etablierte Gasspeichernetz zu erfüllen, ist eine Abtrennung von Störstoffen, in erster Linie CO2, erforderlich. Das aus dem Rohbio- oder Faulgas abgetrennte CO2 kann sekundär als Ausgangsstoff für eine weitere Methanisierung mit erneuerbaren Wasserstoff verwendet werden, um die zu erzielende Einspeisemenge zu maximieren. Eine weitflächige Implementierung eines solchen kreislaufwirtschaftlichen CCU Ansatzes konnte bis dato aufgrund zu hoher Investitions- und Betriebskosten, sowie der persistenten Dominanz fossiler Energie nicht realisiert werden. Durch den fortschreitenden Ausbau kosteneffizienter, volatiler erneuerbarer Energie ergibt sich künftig ein saisonaler Verschiebungsbedarf im zweistelligen TWh-Bereich. Durch die Biomethanisierung könnte folglich in Zeiten elektrischer Überkapazitäten eine Methanisierung von hard-to-abate CO2 (z.B. aus Kläranlagen) erfolgen, was einerseits zu negativen Emissionen, andererseits zur Erzeugung eines kapazitären Energieträgers führen würde. Im Projekt "BioCH4eramics" soll die Grundlage für einen radikalen neuen Bioreaktortyp ("Plug-Flow") und ein neues biotechnisches Verfahren für die Herstellung von Biomethan etabliert werden. Durch die gezielte Immobilisierung von methanogenen Mikroorganismen im Porenraum von technischen Keramiken soll die Nutzung des "Plug-Flow" mit großer spezifischer Oberfläche als potentiell hocheffizientes Produktionssystem für Biomethan experimentell untersucht werden.