Neue Verfahren Methan zu erzeugen: Biologische Methanisierung

Durch einen Fernsehbeitrag bin ich auf dieses Verfahren aufmerksam geworden:

Im Prinzip geht es darum überschüssigen Wind, der aktuell zur Abschaltung bzw. Drosselung von Windkraftanlagen führt, weil das Netz den Windstrom gerade nicht gebrauchen kann, in Methan umzuwandeln.

Dazu wir zuerst Wasserstoff erzeugt und der in einem Bioreaktor mit speziellen Bakterien und CO2 zu Methan umgewandelt. Die Bakterien „fessen“ sozusagen Wasserstoff und scheiden Methan aus!
Dazu gibt es schon eine Menge Unternehmen und Forschungsvorhaben:

https://ees-ev.de/mikroben-stellen-aus-wasserstoff-h2-und-co2-methan-her/

Hier die Kurzfassung als Video:

Das ganze passt natürlich wunderbar zu meinem anderen Lieblingsthema: Klimaneutrale Heizung für alle Wohngebäude in Deutschland bis 2035 geht nur mit Öko-Gas - #86

Extrem wichtig wäre jetzt, das die politischen Weichen richtig gestellt würden: Statt mit ungeheurem Aufwand Millionen von Gas-Heizungen in Deutschland durch - je nach Gebäude - total ineffiziente - Wärmepumpen zu ersetzen, muss die Methanerzeugung gefördert werden.

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Hat es schon Preise für den m³ von diesem Gas? Wie wirtschaftlich ist das ?

subjektiv

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Ich habe gelesen, das es bisher noch zu teuer ist. Ich vermute mal das ist wie bei Solarzellen, die waren anfangs auch Sau teuer.

Da habe ich mich nicht ganz klar ausgedrückt: Ich beziehe mich auf Wärmepumpen, die eine hohe Vorlauftemperatur erzeugen, weil man bei Altbauten nicht so einfach alle Heizkörper durch Fußbodenheizung ersetzen kann.

Die gerade verabschiedeten Regeln, das Hausbesitzer sich an den CO2-Kosten der Heizung beteiligen müssen führt nämlich entweder zu Mieterhöhungen oder zum Einbau von Hoch-Temperatur Wärmepumpen. Denn den Strom für die Wärmepumpe kann ich als Vermieter wieder vollständig umlegen.

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Fermentation taugt nicht für die Herstellung chemischer Grundstoffe. Dieser Firlefanz taucht immer wieder auf. Große Energiekonzerne nutzen die Schiene zum Greenwashing, und oft werden ihre Bemühungen noch mit üppigen Fördergelder versüßt. Die Produktion per Fermentation ist viel zu aufwendig und viel zu teuer. Dies gilt auch für Erzeugung von Methan im Fermenter. Außerdem stellt sich doch die Frage, warum man ein potentes Treibhausgas aus einer Quelle (Windstrom → grüner Wasserstoff) herstellen sollte, die glücklicherweise nicht kohlenstoffhaltig ist und auch nicht zum Kohlenstoffkreislauf gehört.

Dumme Frage: Ist das nicht das, was Biogasanlagen machen?

Es gibt keine dummen Fragen.
Aber dumme Antworten.
Und auf die bin ich jetzt gespannt.

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Im geschlossenen Forum hatten wir über diese Anlagen diskutiert.

Ich habe den link gerade noch mal aufgerufen, aber er ist schon 3 Jahre alt.
Weiß jemand, ob sich das in der kleinen Tinyhousewelt der tropischen Nächte inzwischen durchgesetzt hat?

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Richtig ! Biogasanlagen sind Fermenter.
Leider sind sie recht ineffizient. Einerseits liegt das an dem sehr heterogenen Rohstoff, den sie verarbeiten – Gülle, Grünabfälle etc. Aber die Ineffizienz entspringt auch der geringen spez. Produktionsleistung von Fermentern generell. (intrinsischer Nachteil )
Dies führt zu dem enormen Platzbedarf der Anlagen.
Daneben liefern Biogasreaktoren ein Rohgas mit nur niedrigem mäßigem Methangehalt [~50-60%]. Dieses Roh-Biogas, in seiner Zusammensetzung mehr oder weniger schwankend, muss aufwendig getrocknet und gereinigt werden muss, um als Erdgasersatz oder chemischer Rohstoff zu taugen. Schwefelwasserstoff, Mercaptane, Ammoniak andere Kohlenwasserstoffe und viel CO2 sind die Begleiter des Methan.
Dabei ist anzumerken, dass das es sich bei besagtem CO2 um klimaneutrales CO2 handelt. Es besteht also im Prinzip kein Grund, dieses CO2 abzufangen. Leider macht der hohe CO2-Anteil (=> Brennwertverlust) das Bio-Rohgas zu einem schlechten und niederwertigen Erdgasersatz. Als Chemierohstoff taugt das Rohgas ohnehin nicht. Hier muss aufwendig gereinigt werden. (=> machen das Gas viel zu teuer)
Hinzu kommen noch die Belastungen durch den Rohstoffanbau bzw. der Anliefern der Rohstoffe [Gülle, Grünschnitt, Abfälle], die , auch das sollte man beachten, durchgängig staatlich subventioniert sind.
Biogasanlagen, so habe ich zumindest den Eindruck, gibt es sowieso nur, weil sie an allen Ecken und Enden von Subventionen profitieren. Und zu allem Überfluß leisten sie noch Massentierhaltung und Landschaftszerstörung Vorschub.
Aus all den besagten Gründen macht Fermentation nur dann Sinn, wenn die Produkte wertvoll sind (auch weil es keinen anderen Produktionsweg gibt!) und nur sehr überschaubaren Mengen benötigt werden.
Aus genau diesem Grund stellt man auch Industriealkohole eben nicht durch Fermentation her. Sie wären in benötigten Mengen nicht produzierbar bzw. sie selbst und die unzähligen Folgeprodukte würden unbezahlbar.
Die Behandlung von gasförmigen Substraten per Fermentation ist nochmals uneffektiver. (Dichte!)
Übrigens, auch eine Kläranlage ist nichts als eine Fermenter. Und bei Kläranlagen gibt es Versuche, das in dem dort entweichenden Rohbiogas enthaltenen CO2 per Fermentation und grünen Wasserstoff in Methan zu wandeln, um das Produkt dann ins Erdgasnetz einzuspeisen. Nun ist aber auch der CO2 aus der Kläranlage eine klimaneutrales CO2. Ein Abfangen bzw. die kostenintensive Umwandlung des klimaneutralen CO2 in klimaschädliches (!) Methan ist eigentlich also gar nicht erforderlich – die Wandlung eine schlechten Biogases und einem teuren Erdgasersatz sinnlos. Die direkte Umwandlung des „schlechten“ Kläranlagengases in elektrische Energie z.B per ORC oder CRC-Technik ist a viel sinnvoller als künstliche Kuhmägen zu schaffen.

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Na ja, Wein kann man auch selbst keltern. Unterschied: Das ersehnte Produkt ist beherrschbar - da flüssig.

Der Aufbau sieht jedenfalls nicht ungefährlich aus. Der Explosionsbereich von Biogas reicht von 4.3 bis 22 % . Wenn da Gas aus dem Gärsack austritt, kann es eine gewaltige Schlagwetterexplosion geben - nebst Krater und nicht versicherungsgedeckter Sach- und Personenschäden.

Biogas ist nix für Ökobastler !

Und …Wieviel Biomethan entweicht da beim Beschicken und entleeren.

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Wäre jedenfalls mal interessant, wie hoch die Subventionen insgesamt sind bzw. wie weit die Anlagen von der Rentabilitätsschwelle entfernt sind. Immerhin sind sie grundlastfähig und auch etwas regelbar, was wir bei 100% EE dringend brauchen.

In Asien, wo sonst mit Kerosin oder Propan gekocht wird, sind zigtausende solcher DIY Anlagen im Einsatz, ohne dass man ständig von Explosionen lesen würde.

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Was bitte soll „potentielles Treibhausgas“ bedeuten? Wenn ich CO2 aus der Luft oder aus einer anderen nicht fossilen Quelle nehme, entsteht ja beim Verbrennen des Methan kein zusätzliches CO2.

Statt Wasserstoff Methan zu speichern hat doch den Vorteil, das die gesamte Infrastruktur dafür (incl. der Gasheizungen) schon da ist. Warum rechnet niemand mal aus, wie viele Arbeitstage es dauern würde, alle Gas-Heizungen in Deutschland durch Wärmetauscher zu ersetzen?

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Methan ist wohl damit gemeint, weil es theoretisch in die Atmosphäre entweichen kann bevor du schaffst, es zu verbrennen.

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Das ist absolute richtig.
Das CO2, dass bei der Fermentation entsteht ist, nicht treibhausrelevant. Wir reden nicht von fossilem CO2. Ich habe aber weiterhin hervorgehoben, dass man das nicht-treibhausrelevante Bio-CO2 in das sehr wohl treibhausrelevante Methan umwandelt. Das CO2-basierte Methan ist treibhausrelevant, da sein GWP so hoch ist (25X höher als CO2)
Ausserdem ist wichtig, dass man für die Umwandlung kostbaren grünen Wasserstoff einsetzt. Man steckt also noch zusätzliches Geld in das Biogas, um dessen Brennwert auf ein akzeptables Niveau zu heben.

Gute Idee. Hier hat doch bestimmt jemand in letzter Zeit bei sich eine WP installieren lassen.
Wieviele Handwerker waren da wie lange beschäftigt?

ist auch eine Tabelle über installierte Heizsysteme drin. Und diverse weitere Bestandszahlen
Der aktuelle Trend nach 24.2.2022 fehlt natürlich.

Selten so einen Unsinn gelesen.
Der Wärmestrahlung ist es völlig egal woher das CO2 kommt.
Das Methan wird dann verwendet und nicht in die Luft geblasen.
Da unser Erdgassystem im Moment nur einen Anteil von ca. 10% H2 ohne Umbauten zulässt, kann man den „H2 Anteil“ über den Umweg der Methanisierung erhöhen.

Wie @WitzelJo geschrieben hat können Bakterien das CO2 im Biogas unter Zuführung von H2 in Methan umwandeln. Das geht auch mit Katalysatoren. Was besser ist, wird sich zeigen.

Und was @Duke geschrieben hat, ist gerade in der derzeitigen Dunkelflaute ein starkes Argument.

Und deinen Vorwurf

konntest du auch bei vielen anderen EE ziehen.
Und ob das bei den heutigen Gaspreisen noch so wäre?

@Schube11 hat doch mal eine Aufstellung gemacht was Biogas bzw. Methan aus H2 kostet.
Stefan, hast du die noch?

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Auch, wenn es aus einem Holzofen kommt?

Ich bin schwer beeindruckt. Ja, klar ist das völlig egal.

Bloß, es in Methan umzuwandeln, muss sehr sorgfältig gemacht werden, oder man mischt besser direkt den Wasserstoff in die Gasleitung.

Ne, das stimmt nicht. Das CO2, dass aus den Biogasanlagen als Nebenprodukt der Vergàrung entsteht, entstammt Biomasse. Und diese Biomasse ist dadurch entstanden, dass Pflanzen CO2 der Luft entzogen haben. Pflanzen bauen nämlich aus Wasser und CO2 ihre Substanz auf.
Wir reden hier nicht von dem CO2, das aus der Verbrennung fossiler Energieträger stammt. Aus diesem Grund ist es nicht egal, welches CO2 die Wärmestrahlung absorbiert. in der Tat gibt es klimaneutrales C02 und CO2, das nicht klimaneutral ist

Kein CO2 ist klimaneutral !!!

Es kommt nur auf den Ursprung des CO2 an.

  • CO2 aus der Verbrennung von Erdgas / Erdöl / Steinkohle / Braunkohle / Torf

    • sehr schlecht für die Klimabilanz, Kohlenstoff wurde vor Millionen Jahren eingelagert
  • CO2 aus der Verbrennung von Holz und anderen langsam nachwachsenden Rohstoffen

    • schlecht weil CO2 über einen Zeitraum von 5 - 200 Jahren aus der Atmosphäre
      entnommen wurde und in den Pflanzen als Kohlenstoff gebunden war
  • CO2 aus der Vergärung von Biostoffen mit einer Wachstumszeit von bis zu 3 Jahren

    • noch die beste Alternative hier besteht ein sehr kurzer Zyklus

Die zusätzliche Methanisierung durch Beifügung von Wasserstoff in die Biogasanlage (Fermenter) ermöglicht eine Einspeicherung von Biomethan ohne aufwändige Wäschung von Biogas zu Biomethan.

Irgendwie habe ich ein Dejavu, zu diesem Thema habe ich schon vor 2 Jahren geschrieben.

Hier ein Papier von der Wasserstoffanlage (Elektrolyse) in Wundsiedel.

und hier ganz passend zum Thema: Wasserstoff aus Biogas

Noch mal.
Der Physik ist es wirklich egal woher das CO2 stammt.

Was die Klimaneutralität ausmacht ist die Mengenbilanz.
Die Biomasse wäre ohnehin wieder im Klimasystem unter Freigabe von CO2 verstoffwechselt worden. Daher ist die Nutzung erst mal klimaneutral.
Das heißt aber nicht, dass das CO2 keine Auswirkung auf die Strahlungsbilanz der Atmosphäre hätte.
Wenn du also das CO2, z. B. der Biogasanlage, umwandelst und dazu nutzt die Freisetzung fossilen CO2 zu vermindern ist es genauso gut als hättest du das CO2 weggesperrt. .
Wenn du aber das CO2 einfach frei lässt ohne es zur Reduzierung fossilen CO2 zu Nutzen ist das schlecht für das Klima weil zusätzliches fossiles CO2 in die Atmosphäre eingebracht wird…
Gleiches gilt ja für das Heizen mit Holz.
Das Verbrennen von Holz verursacht CO2. Das ist schädlich.
Es wäre aber bei der natürlichen Verrottung zu über 90% ohnehin freigesetzt worden.
Da es aber bei der Vermeidung fossilen CO2 hilft (weit mehr als die 10%), weil es fossile Brennstoffe ersetzt, ist es wieder positiv.

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