Das IGF-Forschungsprojekt Hyper2G der PFI Biotechnologie hat den Einsatz hyperthermophiler Einsatzstämme bei der biologischen Methanisierung untersucht. Im Fokus standen spezielle methanbildende Mikroorgansimen die bei Temperarturen von über 80 ° C Wasserstoff und CO2 in Biomethan umwandelt. Ziel war es, durch den Einsatz besonders leistungsfähiger hyperthermophiler Organismen einen wesentlichen Beitrag zur Optimierung der biologischen Methanisierung zu leisten. Adressiert wurde hierbei insbesondere eine deutliche Steigerung der Umsatzgeschwindigkeit von Wasserstoff und Kohlendioxid zu Methan. 

Deutschland verfolgt das Ziel, bis zum Jahr 2035 seinen Stromverbrauch zu ca. 60 % aus Erneuerbaren Energien zu decken. Im ersten Halbjahr 2019 lag der Anteil der Stromerzeugung aus Erneuerbaren Energien bereits bei rund 47 %. Allerdings führt der fortschreitende Ausbau zu zunehmenden Problemen bei der Netzstabilität. Laut Jahresbericht der Bundesnetzagentur mussten 2019 in Deutschland aufgrund drohender Überlastungen im Leitungsnetz ca. 6500 Gigawattstunden Strom aus erneuerbaren Energien abgeriegelt werden. Bei einem weiteren Ausbau der Erneuerbaren Energien werden, neben dem Ausbau der Netzkapazitäten, schon ab 2025 effektive Langzeitspeicher in größerem Umfang benötigt. Der Power-to-Gas Technologie (P2G), als einzigen verfügbaren nationalen Langzeitspeicher, wird hierbei eine Schlüsselrolle zukommen. Mittel- bis langfristig werden, in Abhängigkeit vom EE-Anteil an der Stromerzeugung und dem Fortschritt beim Netzausbau, P2G-Anlagen mit einer Leistung von 5 – 15 GW benötigt. Eine vielversprechende P2G-Technologie stellt die biologische Methanisierung in Verbindung mit dem Erdgasnetz als Speicher dar. Im ersten Schritt erfolgt die Pro¬duktion von Wasserstoff mittels Elektrolyse, als Energiequelle dient der Über-schussstrom von Windkraft- und Solaranlagen. Der Wasserstoff zusammen mit Kohlendioxid aus verschiedenen möglichen Quellen (Biogasanlagen, Industrie) wird im zweiten Schritt in Bioreaktoren für die Produktion von Methan genutzt. Ideale Voraussetzungen für eine wirtschaftliche Etablierung des Verfahrens bietet zunächst die Ankopplung an bestehende Biogasanlagen. Das von den Anlagen produzierte CO2 kann direkt, d.h. ohne weitere Aufreinigung, für das Verfahren eingesetzt werden. Daher entstehen keine Zusatzkosten für die CO2-Bereitstellung. Hieraus ergibt sich auch ein wesentlicher Vorteil zu konkurrierenden Verfahren der technischen Methansynthese (Sabatier-Prozess). Bei diesen katalysatorabhängigen Verfahren sind eine aufwendige CO2-Abtrennung, Trocknung und Entschwefelung des Biogases erforderlich. 

Mehr Informationen zu diesem Forschungsvorhaben finden Sie hier.

zurück