Entwicklung eines biologischen Verfahrens zur Reduzierung des Methanschlupfes aus Gasaufbereitungsanlagen durch den Einsatz von methanotrophen Mikroorganismen

Das Gesamtziel des Projekts
Das Ziel des Forschungsprojekts ist die Entwicklung einer alternativen Methode zur Verringerung des Methanschlupfs aus Gasaufbereitungsanlagen für die Biomethanproduktion. Bei der Anwendung verschiedener gängiger Verfahren zur Aufbereitung von Biogas auf Erdgasqualität ergibt sich das Problem, dass ein erhöhter Methanschlupf von ca. 2% im Abgas auftritt. Nach den gesetzlichen Bestimmungen des Erneuerbare-Energien-Gesetzes ist der Methanschlupf auf einen Maximalwert von 0,5% begrenzt. Um diesen Grenzwert zu erreichen, ist derzeit eine technisch aufwändige und kostspielige Nachbehandlung des Abgases in Form einer thermischen oder katalytischen Nachverbrennung erforderlich. Im Rahmen des geplanten Projektes soll eine wirtschaftlichere Alternative auf Basis einer biologischen Entmethanisierung des Abgases mit Hilfe von methanotrophen Bakterien entwickelt werden.

Zunächst wird die Entmethanisierung der Abgase im Labormaßstab demonstriert und mit verschiedenen methanotrophen Stämmen optimiert. Parallel dazu werden Untersuchungen zur Extraktion und Entfernung des Stoffwechselzwischenprodukts Ameisensäure durchgeführt. So könnte Ameisensäure nach Rückführung in die Biogasanlage für die Biogasproduktion wiederverwendet werden, da sie ein spezifisches Substrat einiger methanogener Bakterien ist. Parallel dazu ist die Entwicklung eines Reaktors im Pilotmaßstab geplant, der die Rückgewinnung von Ameisensäure in industriellem Maßstab unter Berücksichtigung aktueller technischer und wirtschaftlicher Aspekte ermöglichen wird.

Geplante Verwertung der Ergebnisse
Basierend auf den erzielten Ergebnissen wird eine Machbarkeitsstudie unter Berücksichtigung präventiver und wirtschaftlicher Aspekte durchgeführt. Nach erfolgreicher Durchführung des Projekts werden Kooperationen der Antragsteller mit spezialisierten Herstellern initiiert, um die erarbeitete Technologie in die Praxis zu übertragen.

Das Prüf- und Forschungsinstitut (PFI) in Pirmasens und das Institut für Mikrobiologie und Weinforschung (IMW) an der Johannes Gutenberg-Universität in Mainz werden beratend tätig sein und die wissenschaftliche Begleitung übernehmen. Das PFI steht bereits in engem Kontakt mit Ingenieuren aus dem Bereich Biogas einschließlich Biogasanlagen und Gärtechnik. Diese Experten werden in den beratenden Rahmen dieses Projekts einbezogen, um eine spätere Entwicklung zu erleichtern.

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