Klimafreundlicher Kraftstoff Pilotanlage für erneuerbares Methan in Leipzig in Betrieb genommen

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Am Deutschen Biomasseforschungszentrum in Leipzig wurde eine neuartige Pilotanlage in Betrieb genommen, die biogene Reststoffe, Abfälle und grünen Wasserstoff in klimafreundliches Methan umwandelt. Der Forschungsstandort liefert wichtige Erkenntnisse für den Einsatz von Biomethan in schwer elektrifizierbaren Bereichen wie dem Schwerlast- oder Schiffsverkehr.

Die Umwelt- und Ingenieurtechnik-Gesellschaft Dresden (UIT) hat am 18. März am Deutschen Biomasseforschungszentrum (DBFZ) in Leipzig eine Pilotanlage für erneuerbares Methan erfolgreich in Betrieb genommen. Die Anlage, die durch die UIT geplant und errichtet wurde, nutzt biogene Reststoffe, Abfälle und grünen Wasserstoff zur Produktion von klimafreundlichem Biomethan. Mit einer Gesamtfläche von rund 800 Quadratmetern markiert sie einen bedeutenden Fortschritt in der Forschung zur Bereitstellung erneuerbarer Energieträger für schwer elektrifizierbare Verkehrssektoren wie beispielsweise Schwerlast- oder Schiffsverkehr.

Die Pilotanlage ermöglicht die effiziente Umwandlung biogener Reststoffe und Abfälle in erneuerbares Methan. Durch einen mehrstufigen Prozess – welcher anaerobe Fermentation, hydrothermale Vor- und Nachbereitung und katalytische Methanisierung kombiniert – wird aus organischen Materialien hochwertiges synthetisches Biogas erzeugt. Dieses steht anschließend als klimafreundlicher Energieträger zur Verfügung.

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Das ankommende Substrat wird zunächst eingelagert und bei Bedarf gekühlt. Anschließend erfolgt die Vorkonditionierung, die je nach Anforderungen eine Zerkleinerung, Vermischung oder präzise Dosierung für den weiteren Prozess umfasst. In einem optionalen Verfahrensschritt kann das frische Substrat hydrothermal vorbehandelt werden, um die Fermentationseffizienz zu steigern.

Der Kernprozess ist die anaerobe Fermentation von Biomasse zur Erzeugung von Biogas, bestehend aus Methan (CH₄) und Kohlenstoffdioxid (CO₂). Durch katalytische Methanisierung wird das CO₂ mit Wasserstoff zu reinem synthetischem Methan umgewandelt – dem Hauptprodukt der Anlage. Filtrationsaggregate ermöglichen die gezielte Rückführung oder externe Nutzung von Nebenprodukten, wie Fest- und Flüssigdünger wie auch Wasser in einleitbarer Qualität. Die Gärreste können optional hydrothermal in Hydrokohle umgewandelt werden.

Die übergeordneten technologischen Systeme steuern, koordinieren und gewährleisten das Zusammenspiel aller Teilprozesse. Eine geschlossene Kreislaufwirtschaft der Pilotanlage stellt sicher, dass sämtliche Stoffströme bilanziert und wiederverwertet werden, wodurch die Anlage besonders ressourcenschonend arbeitet.

Produktion von e-Methan

Einzigartiges Biomethanisierungssystem erreicht Marktreife

Passgenaue Lösungen für technische Herausforderungen

Eine zentrale Herausforderung in der Entwicklung der Anlage war die Skalierung. Da die Prozesse im kleinen Maßstab wirtschaftlich bleiben mussten, waren industrietaugliche Komponenten wie Pumpen und Ventile oft zu groß dimensioniert. Das Ingenieursteam der UIT bewältigte diese Herausforderung durch zahlreiche Optimierungen.

Auch auf sicherheitstechnischen Anforderungen lag in diesem Projekt ein großes Augenmerk. Zudem sorgt das wissenschaftliche Umfeld der Pilotanlage für besondere Ansprüche an Planung, Errichtung und Dokumentation, da die Ergebnisse der Untersuchungen mit der Pilotanlage genau ausgewertet und genutzt werden sollen. Basierend auf den Forschungsergebnissen der Pilotanlage in Leipzig kann Biomethan u.a. als erneuerbarer Energieträger für schwer elektrifizierbare Verkehrsmittel verwendet werden.

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