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s/biomethan/biomethane/gi

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Recycling organischer Reststoffe und CO2 zu Kraftstoffen

reTURN wird ein Verfahren zur Herstellung CO2-neutraler synthetischer Kraftstoffe demonstrieren. Dieses beinhaltet nicht nur das Potenzial signifikanter CO2-Reduktionen, sondern auch das Erzielen einer wesentlichen Effizienzsteigerung in der Produktion synthetischer Kraftstoffe und damit eine drastische Kostenreduktion. Im Verfahren werden drei etablierte Prozessschritte erstmalig in einem skalierbaren Einzelreaktor integriert, um auf Basis von rezykliertem CO2 und Biomethan aus organischen landwirtschaftlichen/ städtischen Restabfällen Synthesegas herzustellen: (1) Plasma-Verfahren mittels Biomethanpyrolyse, (2) Boudouard-Reaktion, (3) heterogene Wassergas-Shift-Reaktion mit anschließendem Quenching. Diese Kombination ermöglicht eine flexible Zusammensetzung des entstehenden Synthesegases, sodass nachfolgend verschiedene Konversionstechnologien als vierter Schritt des reTURN Verfahrens eingesetzt und damit verschiedene klimafreundliche Kraftstoffe oder Grundchemikalien produziert werden können. Das Projekt verwendet die Fischer-Tropsch-Synthese, um die gesamte Prozesskette bis hin zu den Endprodukten in einer Testanlage zu erforschen und zu erproben sowie einen Nachweis der technischen Machbarkeit und Massenmarkttauglichkeit zu erbringen. Schwerpunkte von reTURN sind der Bau und Testbetrieb des neuartigen Reaktors, begleitet von verschiedenen Forschungen am Reaktor, wie bspw. Messkampagnen und einer ökologischen Nachhaltigkeitsbetrachtung mit dem Fokus auf CO2 Äquivalenten. reTURN bietet vielfältige Verwertungsmöglichkeiten, insb. neue Geschäftsmodelle für CAPHENIA und Betreiber von Biogas- bzw. Fermentationsanlagen. Mit dem Einsatz erneuerbarer Energie entsteht zudem ein wesentliches Potenzial für eine nachhaltige Sektorenkopplung des Verkehrs- und Stromsektors. Damit stellt reTURN nicht nur ein Vehikel zur Stärkung der nationalen Vorreiterrolle im Nachhaltigkeitskontext bereit, sondern leistet auch einen entscheidenden Beitrag zum weltweiten Klimaschutz.

Effizienzsteigerung und Emissionsminimierung von Biogasanlagen bei gleichzeitiger Reduktion der Anlagenkomplexität durch innovative Gastrennverfahren, Teilvorhaben 2: Biogastrennung und Technikbewertung

Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung von neuartigen Gastrennmembranen/-modulen für die vereinfachte Abtrennung von CO2 und anderen Biogasbestandteilen, für eine effektivere Herstellung von Biomethan. Dabei soll eine hohe Qualität der getrennten Stoffströme und die Anwendbarkeit des Gastrennverfahrens auch für kleine Aufbereitungsanlagen erreicht werden. Zur Herstellbarkeit dieser neuartigen Gastrennmembranen muss eine modulare Membranziehanlage entwickelt werden, mit deren Hilfe die Membranherstellung gezielt an verschiedene Trennaufgaben angepasst werden kann. Für Tests unter Industriebedingungen werden die Membranen in speziell entwickelte Module eingesetzt, um den Einsatz auch in bestehenden Biogasanlagen zu ermöglichen. In Anlehnung an das 'chemical leasing'-Konzept soll zudem ein Recycling der Membranen stattfinden und ein Kreislauf zur Ressourcenschonung etabliert werden, der die Freisetzung von Mikroplastik in die Umwelt durch Membranabfälle minimieren soll. Abschließend soll eine ökonomische und ökologische Bewertung des entwickelten Membrantrennverfahrens, einschließlich einer Bewertung des technischen Risikos, erfolgen.

Einsatz von Wärmepumpen für die Transformation von Wärmenetzen - Energiewirtschaftliche Bewertung, Planung, Umsetzung und Betrieb, Teilvorhaben: Planungsprozesse und Analyse in Vorhaben des Stadtwerks am See

Errichtung und Betrieb einer Biomethanaufbereitungsanlage in Kabelsketal (Gut Gröbers GmbH & Co. KG)

Die Gut Gröbers GmbH & Co. KG plant die Errichtung und den Betrieb einer Biomethanauf-bereitungsanlage als Erweiterung ihrer bestehenden Biogasanlage in Kabelsketal. Bestandteil des Antrages sind dabei mehrere Nebenanlagen zur Unterstützung des bestehenden und erweiterten Anlagenkomplexes. Als das für die Anlage benötigte Biogas wird das in der Hauptanlage erzeugte Biogas verwen-det. Das gewonnenen Biomethan wird anschließend teils ins Netz eingespeist und teils für die Versorgung der nahen Rinderzucht- und Milchanlage verwendet. Außerdem ist eine zusätzliche Silagelagerplatte zur Lagerung weiteren Silageguts geplant. Diese hat die Abmaße von 22,0 m x 130,0 m. Auf der Silageplate soll je nach Ernteperiode, die auf der Biogasanlage und auf dem landwirtschaftlichen Betrieb erforderlichen Inputstoffe und Ernten gelagert werden (Maissilage, Geflügeltrockenkot, Zuckerrüben, etc.). Das anfallende Wasser wird in das vorhandene Gärrestelager eingeleitet.

Nutzungsmöglichkeiten und Potenziale bei Abfallbehandlungsanlagen zur Sektorenkopplung, Energiebereitstellung und CO₂-Abscheidung

Abfallbehandlungsanlagen, die aus Abfällen Strom, Wärme und Biomethan erzeugen, leisten damit einen Beitrag zur Energieversorgung. In diesem Vorhaben wurde untersucht, wie dieser energetische Beitrag an zukünftige Erfordernisse angepasst werden sollte. Optionen im Bereich Sektorenkopplung, Energiebereitstellung und CO 2 -Abscheidung wurden charakterisiert. Ihre Anwendung auf Abfallverbrennungs- und Bioabfallvergärungsanlagen wurde aus technischer, ökologischer und wirtschaftlicher Sicht bewertet. Anschließend wurden Maßnahmen zur Unterstützung zielführender Realisierungen identifiziert. Veröffentlicht in Texte | 113/2024.

Biomethananlagen

Standorte, an denen Biogas zu Biomethan aufbereitet und in das Erdgasnetz eingespeist wird.

Entwicklung einer innovativen Prozesskette zur optimalen Vergärung von Pferdemist zur Produktion von Biomethan als Kraftstoff

Auf dem Gelände der Pferdezucht Gestüt Lewitz in Mecklenburg-Vorpommern soll eine Biomethananlage zur Vergärung von Pferdemist, Geflügelmist und pflanzlichen Reststoffen errichtet werden. Momentan wird ca. 15 - 20 % des auf dem Gestüt Lewitz anfallenden Pferdemists in einer Biogasanlage verwertet. Der Rest wird ohne Behandlung auf die Felder ausgebracht. Das erzeugte Biomethan soll zu LNG verflüssigt werden und im Wesentlichen zur Dekarbonisierung der Unternehmensgruppe dienen. Die Anlage wird eine Produktionsleistung von ca. 1.000 Nm³/h Biomethan aufweisen und ca. 97.500 t/a Substrate verarbeiten. Der Wirtschaftsdüngeranteil liegt bei 80%. Der Anteil Pferdemist an der Gesamtmenge beträgt rund 72%. Die Gemeinde hat schon den Aufstellungsbeschluss für den Bebauungsplan erlassen sowie einen B-Plan-Vorentwurf genehmigt. Die weitere Erstellung des B-Plans ist in Bearbeitung. Antragsteller sind die Schockemöhle Bioenergie GmbH & Co. KG (nachfolgend Schockemöhle BE genannt) und das Institut für Biogas, Kreislaufwirtschaft und Energie (IBKE). Die Schockemöhle BE übernimmt auch die Projektentwicklung und wird die Anlage zukünftig betreiben. Die geplante Biomethananlage wird den anfallenden Pferdemist aus der Pferdezucht der verschiedenen Standorte in der Lewitz vergären. Die wissenschaftliche Begleitung erfolgt durch das IBKE.

WIR! - biogeniV - Biomethanmembran - bV-C2, TP3: Analyse und Messtechnik für Membranen

Entwicklung einer innovativen Prozesskette zur optimalen Vergärung von Pferdemist zur Produktion von Biomethan als Kraftstoff, Teilvorhaben 1: Wissenschaftliche Begleitung und Öffentlichkeitsarbeit, Koordination

Auf dem Gelände der Pferdezucht Gestüt Lewitz in Mecklenburg-Vorpommern soll eine Biomethananlage zur Vergärung von Pferdemist, Geflügelmist und pflanzlichen Reststoffen errichtet werden. Momentan wird ca. 15 - 20 % des auf dem Gestüt Lewitz anfallenden Pferdemists in einer Biogasanlage verwertet. Der Rest wird ohne Behandlung auf die Felder ausgebracht. Das erzeugte Biomethan soll zu LNG verflüssigt werden und im Wesentlichen zur Dekarbonisierung der Unternehmensgruppe dienen. Die Anlage wird eine Produktionsleistung von ca. 1.000 Nm³/h Biomethan aufweisen und ca. 97.500 t/a Substrate verarbeiten. Der Wirtschaftsdüngeranteil liegt bei 80%. Der Anteil Pferdemist an der Gesamtmenge beträgt rund 72%. Die Gemeinde hat schon den Aufstellungsbeschluss für den Bebauungsplan erlassen sowie einen B-Plan-Vorentwurf genehmigt. Die weitere Erstellung des B-Plans ist in Bearbeitung. Antragsteller sind die Schockemöhle Bioenergie GmbH & Co. KG (nachfolgend Schockemöhle BE genannt) und das Institut für Biogas, Kreislaufwirtschaft und Energie (IBKE). Die Schockemöhle BE übernimmt auch die Projektentwicklung und wird die Anlage zukünftig betreiben. Die geplante Biomethananlage wird den anfallenden Pferdemist aus der Pferdezucht der verschiedenen Standorte in der Lewitz vergären. Die wissenschaftliche Begleitung erfolgt durch das IBKE.

Aufreinigung von Biogas mittels hochselektiver, keramischer Membranen, Teilvorhaben 2: Gastrennung unter Einsatzbedingungen

Ziel des Projektansatzes ZeoClean ist die Entwicklung und Erprobung nanoporöser Materialien als Membranmaterial für die Aufbereitung und Bereitstellung von Biomethan. Der große Vorteil bei Verwendung einer Membran im Vergleich zur Adsorption, zum Strippen oder zur kryogenen Trennung ist einerseits die hohe erzielbare Flussleistung, andererseits auch die chemische und mechanische Stabilität. Hierbei grenzen sich die anorganischen, keramischen Membranen deutlich von den Polymermembranen ab. Adressiert wird im Rahmen dieses Forschungsantrages die Entwicklung anorganischer, keramischer Membranen für Volumina im Bereich bis zu 1.000 m³/h. ZeoClean richtet sich auf die Trennaufgabe von CO2 und CH4 mittels Membrantechnologie aus und verfolgt einerseits die Membranentwicklung mit einer CO2/CH4 Selektivität von mehr als 50 und einer CO2-Permenaz von mindestens 1 m³/(m²hbar) und andererseits die Umsetzbarkeit anhand eines experimentellen Nachweises in realem Biogas. Im Rahmen von ZeoClean soll eine neue und hoch selektive Zeolithmembran entwickelt werden, die nahezu undurchlässig für CH4, sehr hohe CO2-Flüsse aufweist und überaus robust gegen Störstoffe ist. Am meisten interessieren die Zeolithe CHA und DD3R. Für das Erreichen dieser Ziele ist das Vorhaben in zwei Projektphasen gegliedert. Die erste Projektphase 'Materialentwicklung und Funktionsnachweis' adressiert die Entwicklung dieser Membranen. In Abhängigkeit der Entwicklungsergebnisse wird eine zweite Projektphase 'Prototypenentwicklung und Technologie' angestrebt, wo es vordergründig um Skalierung und Pilotierung der Membransynthese, aber auch der Technologieentwicklung im Ganzen gehen soll. Der Fokus de DBI (TV 2) liegt die Testung der am Fraunhofer IKTS entwickelten Membran. Dies beginnt im Labor, wird aber primär an einer Biogas- bzw. Klärgasanlage im Projekt erfolgen. Damit wird gewährleitet, dass die Membran auch bezüglich Stabilität und Trennverhalten im realen Anwendungsfall getestet und bewertet wird.

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