Extremophiles | © Steve Jurvetson, Flickr
Extremophiles | © Steve Jurvetson, Flickr
Die meisten Power-to-Gas-Konzepte haben den letzten Schritt der Methanproduktion aus CO2 und Wasserstoff nicht zufriedenstellend gelöst. Ein neuartiger Bioreaktor aus Österreich kann das Problem effizient lösen.

Power-to-Gas-Konzepte arbeiten innerhalb des gleichen Rahmens. Schritt 1: im Augenblick überschüssiger Strom aus erneuerbaren Quellen wird verwendet, um mittels Elektrolyse Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten. Schritt 2 (so vorgesehen): der Wasserstoff reagiert mit Kohlendioxid zu Methan und Wasser. Chemisch: 4 H2 + CO2 => CH4 + 2 HO2. Das so gewonnene Methan, als Grundbestandteil von Erdgas, kann direkt verwendet werden oder es wird in das bestehende Leitungsnetz geleitet.

Während man diese Reaktion chemisch-industriell ablaufen lassen kann, haben die ersten bakteriellen Lebensformen, die Archaeen, genau das gleiche gemacht: Methanogenese betrieben. Diese Bakterien macht sich der österreichische Techniker Dr. Alexander Krajete mit seinem Start-Up Krajete GmbH zu Nutze, um effizient Methangas zu produzieren. In einer Partnerschaft mit der TU Wien wurden erste Test-Reaktoren gebaut, die in einer Pilotstudie nun erfolgreich getestet werden konnten. Die Bakterien haben gehalten, was sie versprachen. Zwei Kriterien wurden als wesentlich eingestuft: ein möglichst schonender Umgang mit den zur Verfügung stehenden Ressourcen und eine hohe Reaktionsschnelligkeit. Beides wurden im Versuchsrahmen bestätigt.

Eine Voraussetzung dafür war, dass man die Archaeen, deren Lebensraum in der Natur vor Extremen nur so strotzt (z.B. extreme Hitze, hoher Druck), unter deutlich nutzungsfreundlicheren Bedingungen dazu bringt, ihre Arbeit zu tun. Das gelang. Temperaturen von 40–60° Celsius können für diese Bakterien als ausgesprochen mildes Klima eingestuft werden. Werden den Bakterien nun Kohlendioxid und Wasserstoff zugeführt, beginnen sie mit geringer Reaktionszeit die Methanproduktion. Dr. Krajete: “Unser patentiertes Verfahren ist für die Speicherung des sogenannten intermittierenden Überschussstroms maßgeschneidert. In der Wartephase zwischen Stromspitzen verbraucht es selbst kaum Strom – und bei der Anlieferung von Überschussstrom beginnt die Gasproduktion binnen Sekunden um nach einer Minute einspeisefertiges Erdgas zu erzeugen. Es kommt dem Idealzustand der sofortigen Stromspeicherung in Form von Erdgas sehr nahe.”

Ein Maßstab: Ein 25m-Becken von 2m Tiefe würde in einem Jahr genug Methangas produzieren, um 100.000 Autos 10.000km weit fahren zu lassen. Das entspricht der Umwandlung von ca. 750 GWh Strom, die Jahresstromproduktion von 50 Offshore-Windrädern, in Gas.

Als Rohstoff kannd abei nicht nur abgeschiedenes Luft-CO2 dienen, sondern alle Verbrennungsgase, gänzlich unabhängig ihrer Provenienz. Damit könnte man den Prozess auch zur Aufbereitung und Reinigung von Biogas verwenden, um einen Reinheitsgrad von > 95% Methan zu erreichen.

Bleibt noch die Frage nach der Kosteneffizienz. Bei aktuellen Preisen ist, wie meistens, das so hergestellte Erneuerbare Gas nicht konkurrenzfähig. Fallen die Kosten von Windstrom auf 5 Cent pro kWh, würde das produzierte Gas 75 Cent pro Kubikmeter kosten. Das wäre etwas teurer als herkömmliches Benzin, die Mehrkosten würden sich aber im Rahmen halten.

Genaueres gibt es auch noch in einem Vortrag (siehe unten).

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