Dreiphasen-Methanisierung als innovatives Element der PtG-Prozesskette

Der Ausbau der Nutzung erneuerbarer Energien kann und wird den Verbrauch und den Import fossiler Energieträger wesentlich senken. Eine der effizientesten Möglichkeiten zur energetischen Nutzung von Biomasse ist die Produktion und Nutzung von SNG (Substitute Natural Gas), welches auf Basis erneuerbarer Quellen erzeugt und im vorhandenen Erdgasverteilnetz verteilt und in entsprechenden Erdgasspeichern gespeichert werden kann. Für die Erzeugung von SNG sind verschiedene Prozessketten denkbar, die teilweise bereits erfolgreich umgesetzt werden. Musterbeispiel hierfür ist die Einspeisung und Nutzung von aufbereitetem Biogas. Durch den parallel zur energetischen Nutzung von Biomasse stattfindenden Ausbau der regenerativen Elektrizitätserzeugung wächst jedoch auch der Bedarf an Speicherstrukturen für elektrische Energie, welche sich nicht wie ebenfalls regenerativ erzeugte bio­massestämmige chemische Energie direkt stofflich speichern lässt. Hier kann der Weg der Umwandlung der elektrischen hin zur leicht speicherbaren chemischen Energie in Form von Wasserstoff und/oder Methan ein Bindeglied zwischen dem Gas- und dem Stromnetz darstellen. In den in diesem Umfeld am häufigsten diskutierten PtG-(Power to Gas) Prozessketten soll der bei einem Überangebot an elektrischer Energie durch Elektrolyse erzeugte Wasserstoff anschließend zusammen mit CO2 - z.B. aus einer Biogasanlage - methanisiert und in das Gasnetz eingespeist werden. Prinzipiell sind alle für diesen Prozess notwendigen Technologien bekannt und vorhanden und erste Pilotprojekte für PtG-Anlagen sind in Vorbereitung. Bei der Anpassung der für andere Prozesse entwickelten Technologien an die Besonderheiten der PtG-Prozesse müssen jedoch noch viele Detailfragen, speziell in Hinblick auf die Dynamik des Gesamtprozesses, näher in Augenschein genommen werden. Auch bedarf der notwendige verfahrenstechnische Schritt der katalytischen Methanisierung einer Anpassung an die neuartigen Rahmenbedingungen und stellt eine der Herausforderungen dar, die für eine erfolgreiche Markteinführung der PtG-Technologie gemeistert werden müssen. Hier kann die Dreiphasen-Methanisierung, auf die im vorliegenden Artikel näher eingegangen werden soll, neue Impulse setzen.