Biologische Methanisierung in Faulbehältern kommunaler Abwasserreinigungsanlagen

Laufzeit:
2018 - 2021

Finanzierung:
Bundesministerium für Nachhaltigkeit und Tourismus

Ansprechperson:
Karl Svardal svardal(at)iwag.tuwien.ac.at

MitarbeiterInnen:
J. Taubner, L. Jahn

Projektbericht

Kurzinformationen zum Projekt

Die Stromproduktion aus erneuerbaren Energiequellen unterliegt zum Teil erheblichen saisonalen Schwankungen und ausgeprägten Tagesgängen. Eine Möglichkeit gleichzeitig das Stromnetz zu stabilisieren und diese überschüssige Energie in ein speicherbares Gas zu überführen, ergibt sich mit der Entwicklung der „Power to Gas“-Technologie.

Das Verfahren beruht auf dem Prinzip, dass bei einem Überschuss an Energie im Stromnetz, Wasser über eine Elektrolyse zu Wasserstoff (H₂) und Sauerstoff (O₂) aufgespalten und somit Wasserstoff erzeugt wird, welcher bei Bedarf wieder in das Gasnetz eingespeist (bis zu 4%-Mol) und dort gespeichert werden kann. Eine weitere Möglichkeit den produzierten Wasserstoff zu nutzen, stellt die biologische Methanisierung in kommunalen Faulbehältern dar. Kommunale Kläranlagen verfügen häufig über eine anaerobe Schlammbehandlung. Der biologische Prozess der anaeroben Organismen kann im Rahmen der „Power to Gas“- Technologie für die Umwandlung von H₂ zu Methan genutzt werden, indem H₂ dem Faulbehälter zusätzlich zugeführt wird. Durch diesen Prozess kann der Methangehalt im Biogas deutlich erhöht werden.

Der Vorteil der Nutzung kommunaler Faulanlagen in Kombination mit der „Power to Gas“- Technologie liegt darin, dass bereits vorhandene Faulbehälter, Gasspeicher und erfahrenes Betriebspersonal zur Verfügung stehen. Während des anaeroben Abbaus der Biomasse im Faulbehälter entsteht CO₂, dieses muss somit nicht zusätzlich bereitgestellt werden. Zudem ist eine potentielle Nutzung des Sauerstoffs aus der Elektrolyse in der biologischen Stufe möglich. Ein weiterer Vorteil ist, dass Faulanlagen deutlich häufiger zu finden sind als Abfallvergärungsanlagen und somit eine flächendeckende Etablierung der „Power to Gas“-Technologie auf kommunalen Faulanlagen angestrebt werden könnte.

Im Rahmen des Projektes „BioMAra“ wird in Laborversuchen untersucht, wie effizient die Anwendung der biologischen Methanisierung für kommunale Faulanlagen ist. Als Bewertungskriterien können hier die Methanproduktionsrate und die Gasqualität herangezogen werden. Der Schwerpunkt des Projektes liegt darin, zu untersuchen in wieweit beide Technologien wirtschaftlich verknüpft werden können, ohne dass der Betrieb der kommunalen Abwasserreinigung und die Ziele der Schlammstabilisierung beeinträchtigt werden.

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