Verbundvorhaben: KLAEFFIZIENT - Flexible und bedarfsgerechte Veredelung von Klärgas zur Energiespeicherung und Erhöhung der Anlageneffizienz; Teilvorhaben: Optimierte Klärgasaufbereitung durch Methanisierung und Entwicklung eines Energiesystemmodells
Zeitraum
2020-10-01 – 2024-04-30
Bewilligte Summe
288.002,00 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EI5421A
Leistungsplansystematik
Energetische Biomassenutzung [EB1920]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESI5)
Förderprogramm
Energie
Moderne Kläranlagen sind industrielle Prosumer im Strom-, Gas- und Wärmemarkt. Auf Grund der zunehmenden Dezentralität des Gesamtenergiesystems übernehmen sie zunehmend eine aktive Rolle als Marktakteur im Rahmen eines 'Klärkraftwerks'. KLÄFFIZIENT rückt die Aufbereitung von biogenem Klärgas in den Fokus. Die Nutzung von Klärgas bietet Potential für eine Treibhausgasminderung und stabilisiert ein zukünftig dezentrales Energiesystem über Sektorenkopplung. Kläranlagen besitzen aufgrund der Prozessbedingungen und -anforderungen außerordentliches Potential als zukünftige Power-to-Gas Standorte. Während derzeit die Mehrheit der Kläranlagen ihren Sauerstoffbedarf über Luftzerlegungsanlagen bezieht, ist perspektivisch die alternative O2 Bereitstellung über eine Elektrolyse interessant. Zusätzlich bietet sich das biogene CO2 im Klärgas als nachhaltige, ohnehin anfallende Kohlenstoffquelle für eine Aufwertung mit H2 aus der Elektrolyse zu Biomethan an. Das ermöglicht eine effiziente Kopplung von Kläranlagen mit dem Strom- und Gasmarkt. Durch diese Wiederverwertung von biogenem CO2 können Kläranlagen einen wertvollen Beitrag zu Klimaschutz bei gleichzeitiger Kostenoptimierung des Anlagenbetriebs leisten. Die anfallende Reaktionswärme aus der Methanisierung kann bei reduzierter Klärgasnutzung im BHKW den vorhandenen Wärmebedarf decken. KLÄFFIZIENT untersucht deshalb die Nutzung von Klärgas im Kontext des Gesamtenergiesystems um das Energiemanagement der Kläranlage zu optimieren und über die Produktion eines regenerativen Erdgassubstituts einen Beitrag zum Erreichen der Klimaschutzziele zu leisten. Dies erfolgt im Rahmen einer Energiesystemanalyse mit einem digitalen Zwilling. Für einen flexibilisierten Kläranlagenbetrieb über Technologien der Sektorenkopplung entwickelt KLÄFFIZIENT die Aufwertung von Klärgas weiter. Die Demonstration dieser dynamischen Direktmethanisierung von Klärgas mit einem heat pipe gekühlten Reaktor erfolgt am Standort der Kläranlage Nürnberg.