2019-10-01  –  2023-09-30

217.936,00 EUR

Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg - Technische Fakultät - Department Chemie- und Bioingenieurwesen - Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik, Nürnberg, Bayern

03KB165A

Energetische Biomassenutzung [EB1920]

01194148/1  –  Power-to-Biogas

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESI5)

Energie

Ziel des Projekts ist es, ein bestehendes Reaktorkonzept für die dynamische Methanisierung für den Betrieb mit Biogas schwankender Zusammensetzung an dem Standort einer Biomethananlage zu erproben und hierfür ein Tool zur wirtschaftlich optimierten Einsatzplanung basierend auf dem 'machine learning'-Ansatz zur Verfügung zu stellen. Der Reaktor basiert auf der Methanisierung des in der Biogasanlage freigesetzten Kohlendioxids mit regenerativ durch Elektrolyse hergestellten Wasserstoff. Dadurch kann die Effizienz der Biogasanlage bei gleichzeitig niedrigeren spezifischen Emissionen signifikant gesteigert werden. Um diese Ziele zu erreichen, wird zunächst ein Methanisierungsreaktor in einer Laborumgebung mit synthetischen Gasmischungen auf den Betrieb mit Biogas adaptiert. Anschließend wird ein 20 kW Demonstrationsreaktor für den transienten Dauerbetrieb unter Berücksichtigung von technischen und sicherheitsrelevanten Aspekten angepasst. Gleichzeitig erfolgt am Standort einer Biogasanlage eine umfassende Erfassung technischer Betriebs- und Umgebungsdaten. Aus diesen Daten wird anschließend ein dynamisches und echtzeitfähiges Anlagenmodell entwickelt, welches das Betriebsverhalten des Methanisierungsreaktors im Gesamtsystem beschreibt und damit eine umfassende Wirtschaftlichkeitsbetrachtung ermöglicht. Die Leistungsfähigkeit dieses Systems zur erfahrungsbasierten Einsatzplanung wird schließlich im Langzeitbetrieb des 20 kW Methanisierungsreaktors am Biogasanlagen-Standort demonstriert.