KombiGas – Kombinierte Methan- und Wasserstoffproduktion für den Einsatz im Stationärmotor

Ziel des beantragten Projekts KombiGas ist es für die stationäre Anwendung als Kraft-Wärme-Kopplung in (Bio-)Gaskraftwerken bestehende Gasmotoren in Hinblick auf die Emissionen und den Treibstoffverbrauch zu minimieren. Dies erfolgt durch optimierte Mischungen von Biowasserstoff und Biomethan. Beide Gase werden in einem neuartigen Verfahrenskonzept biologisch durch Fermentation von biogenen Reststoffen erzeugt. Dazu wird der theoretisch 4stufige Prozess der anaeroben Vergärung verfahrenstechnisch in 2 Stufen geteilt, wobei in der ersten Stufe gasförmig Wasserstoff sowie CO2 und H2S und flüssig neben höheren Säuren vorwiegend Acetat entsteht. Stöchiometrisch, anhand der Acetat-konzentration ermittelt, kann das entstehende Gas bis zu 66% H2 enthalten. Das Acetat wird in der 2. Stufe zu Biomethan umgesetzt, dessen Konzentration theoretisch 50 % beträgt. Durch Reduktion des gleichzeitig gebildeten CO2 durch noch verbliebenen, gelösten Wasserstoff entsteht zusätzliches Biomethan. Die Wasserstoff produzierenden Organismen unterscheiden sich von den methanogenen Organismen u. a. in den höheren Wachstumsraten. D.h. um eine vollständige kontinuierliche Verwertung zu erreichen, kann der Wasserstofffermenter um einen Faktor 10 kleiner dimensioniert werden. Dies gilt im Falle von einfachen Reaktorsystemen (z.B. Rührkessel). Es werden dabei Wasserstoff-Konzentrationen bis zu 10% bezogen auf das Gesamtbiogas erreicht. Die verfahrenstechnische Optimierung des Verhältnisses Biowasserstoff zu Biomethan ist Ziel des Projekts.Die Anwendung des H2/CH4-Gemisches ist auf den stationären Bereich ausgerichtet. Im Rahmen des Projekts sollen anhand von Motorentests die optimalen Mischungsverhältnisse von Methan und Wasserstoff in Zusammenhang mit dem Wirkungsgrad und der Schadstoffreduktion ermittelt werden.