Power-to-Gas-Anlage in Betrieb genommen
Allendorf/Eder. Der Heizungsspezialist Viessmann speist Methan, das mithilfe eines biologischen Verfahrens aus regenerativem Überschussstrom (z.B. Wind- oder Sonnenstrom) hergestellt wird, in das öffentliche Erdgasnetz. Diese weltweit erste Anlage ihrer Art ging Anfang März am Unternehmensstammsitz in Betrieb.
Demonstrationsanlage “BioPower2Gas”. (1) PEM Elektrolyseur (400 kW) von Schmack Carbotech, Viessmann Group. (2) Biologische Methanisierung, Separater Druckbehälter. (3) Verfahrenstechnischer Container: Pumpen, Behälter, Gasanalytik, Temperiersystem (4) Steuerungstechnischer Container: Steuerung, Mess- und Regeltechnik.
Mit zunehmendem Ausbau von Wind- und Solarenergie werden in wind- und sonnenreichen Zeiten immer größere Mengen an Überschussstrom anfallen, die nicht in das Stromnetz eingespeist werden können. Gleichzeitig können im Zuge der Energiewende durch den Rückbau von konventionellen Kraftwerken in Zeiten von wenig Wind und Sonne Versorgungslücken entstehen. Die Entwicklung von Energiespeichern ist daher eine der größten Herausforderungen der Energiewende. Eine Lösung stellt die Technologie Power-to-Gas dar, die bei Viessmann angewandt wird. Mit diesem Verfahren kann aus überschüssigem Wind- und Solarstrom durch Elektrolyse aus Wasser Wasserstoff hergestellt werden, der direkt genutzt oder in einem zweiten Schritt zusammen mit Kohlendioxid aus einer Biogasanlage auf mikrobiologischem Wege zu Methangas umgewandelt wird.
Während in bisherigen Power-to-Gas-Projekten die Methanisierung auf chemisch-katalytischem Weg erfolgte, hat das Viessmann-Gruppenunternehmen MicrobEnergy das jetzt in großem Maßstab funktionierende Verfahren entwickelt, das eine Umwandlung des im Gärprozess in einer Biogasanlage anfallenden Kohlendioxids und des extern zugegebenen Wasserstoffs zu Methan auf mikrobiologischem Weg ermöglicht. Zur Gewinnung des Wasserstoffs wird ein PEM-Elektrolyseur eingesetzt, der von Carbotech – einem weiteren Viessmann-Unternehmen – gebaut wurde. Die eigentliche Methanisierung wird dabei von Mikroorganismen durchgeführt. Diese nehmen den in Flüssigkeit gelösten Wasserstoff und das Kohlendioxid durch ihre Zellwand auf und „verdauen“ es zu Methan – übrig bleibt bei diesem Prozess lediglich noch Wasser.
Die Anlage wurde im Rahmen des Förderprojekts „BioPower2Gas“ als Demonstrationsanlage errichtet. Projektziele sind die Erprobung des Elektrolyseurs und der biologischen Methanisierung (Stabilität, Langzeitstabilität), die vollständige Anlagenintegration in die Biomethananlage, das Erreichen einer stabilen und einspeisefähigen Gasqualität und der Nachweis der prozesssicheren dynamischen Fahrweise. Die Demonstrationsanlage war bis Ende Dezember 2014 am Standort der Kläranlage Schwandorf in Betrieb. Die Testergebnisse zeigten dem Bekunden nach eine Gasqualität von mehr als 98% Methan-Gehalt mit sehr geringem Wasserstoff-Anteil von weniger als 2% und einer stabilen Produktionsmenge.
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