Forschungsprojekt ORBIT II
Erweiterung eines hocheffizienten Rieselbett-Bioreaktors und Optimierung der
Methanisierungsanlage für den kommerziellen industriellen Einsatz
Im Fokus des Bundesforschungsprojektes steht die Speicherung von Strom aus erneuerbaren Quellen in Form von Methan. Kern des Projektes ist die Umwandlung von Kohlenstoffdioxid und Wasserstoff zu Methan mittels biologischer Methanisierung. In einem Rieselbett-Bioreaktor übernehmen Archaeen die zentrale Aufgabe der Methanisierung. Die Partner möchten mit dem Projekt einen weiteren Baustein für die Umsetzung der Energiewende liefern, die Technologie Power-to-Gas (PtG) näher an die Anwendung führen und damit einen Beitrag zur Bewältigung des Klimawandels leisten.
Ziel des Vorhabens ist die Erweiterung eines Rieselbett-Bioreaktors (ORBIT-Demo) für die biologische Methanisierung mit Archaeen um Elektrolyseur, Gasaufbereitung und Gasspeicherung inkl. notwendiger Peripherie. Ein Elektrolyseur mit Protonenaustauschmembran (Proton-Exchange-Membrane PEM) wird hierfür speziell angepasst und umfangreich untersucht. Für den Einsatz im Bioreaktor werden neue Füllkörper auf Basis von Glas entwickelt, hergestellt und untersucht. Parallel zu den Untersuchungen in ORBIT-Demo wird ein Zwilling im 5 L-Maßstab aufgebaut, an dem weitere Untersuchungen stattfinden. Die Gesamtanlage ORBIT-Demo wird mit verschiedenen Bio- oder Abgasen aus Industrieprozessen als CO2-Quelle betrieben. Es werden methanogene Kulturen identifiziert, die für die verschiedenen Gase geeignet sind und hohe Umsatzraten erzielen. Abschließend wird die Anlage als Feldtest am Klärwerk in Pfaffenhofen a. d. Ilm integriert und dort betrieben.
Es werden potentielle Standorte für PtG-Anlagen mit biologischer Methanisierung in Deutschland identifiziert und anhand verschiedener Gütekriterien bewertet. Basierend auf den Ergebnissen in ORBIT-Twin und ORBIT-Demo wird ein Upscale der Anlage (ORBIT-Industry) geplant und für eine der identifizierten Industriebranchen ausgelegt.
Das Vorhaben ist eine direkte Fortführung des BMWK-geförderten Projekts „ORBIT“ („Optimierung eines Rieselbett-Bioreaktors für die dynamische mikrobielle Biosynthese von Methan mit Archaeen in Power-to-Gas Anlagen“). Die Systemintegration und Kostensenkung von Power-to-Gas Anlagen sowie die Nutzung von biogenen Abfallstoffen (Abgasen) als Eduktgase für die Methanisierung werden als übergeordnete Ziele vom interdisziplinären Konsortium verfolgt.
Reaktorkenndaten:
Elektrolysekenndaten:
Betriebseigenschaften:
