Universität Heidelberg - Fakultät für Chemie- und Geowissenschaften - Institut für Geowissenschaften
Im Neuenheimer Feld 234-236
69120 Heidelberg

2220NR137A

01.05.2021

Ziel des Projektes ist eine energetische Nutzung von CO2 zur Verringerung des Restmethanpotentials während der Biogasgewinnung aus nachwachsenden Rohstoffen. Die Verwertbarkeit von CO2 basiert hierbei auf dem vor knapp 30 Jahren erstmals beschriebenen Prozess der Biokonversion, in dem CO2 ohne zusätzliches Einbringen von Wasserstoff (H2) in energetisch nutzbares Methan (CH4) umgewandelt wird. Dieser Effekt wurde bisher allerdings ausschließlich im Labor- und Technikumsmaßstab und unter Verwendung von Klärschlämmen bzw. Speiseresten als Substrate nachgewiesen. Die wesentliche Aufgabenstellung dieses Vorhabens ist es, die Biokonversion bei der Vergärung verschiedener NawaRo-Substrate (Mais-, Grass-, Ganzpflanzensilagen) im Technikums- und Pilotmaßstab zu evaluieren. Hierbei sollen das CO2-Aufnahmepotential und die zusätzliche CH4-Produktion quantifiziert werden. Durch begleitende Isotopenanalysen und mikrobiologische Untersuchungen sollen die Mechanismen aufgedeckt und die Prozesse besser verstanden werden. Mit dem Ziel einer dauerhaft stabilen Betriebsweise gilt es, Optimierungspotentiale bezüglich Inputsubstraten, Raumbelastung und CO2-Injektion (Rate und Volumen) auszuschöpfen und Änderungen im Langzeitbetrieb zu prüfen. Aus den gewonnenen Erkenntnissen sollen Empfehlungen für die Nutzung des Effektes in der Praxis abgeleitet werden. Einsatzmöglichkeiten in der Praxis bestehen beispielsweise bei verfügbaren hochkonzentrierten externen CO2-Quellen oder auch in einer Rezirkulierung von CO2, das als Abfallprodukt bei der Biogasaufbereitung bei Einspeiseanlagen anfällt. CO2-Emissionen werden so vermieden bzw. reduziert und in nutzbares CH4 umgesetzt. Der C-Kreislauf wird mit dem Effekt einer erhöhten energetischen Umsetzung während der anaeroben Vergärung in der Biogasanlage geschlossen. Gleichzeitig trägt die Stimulation des Biogasprozesses durch die CO2-Injektion dazu bei, das Restgaspotential in den Gärprodukten zu minimieren.