Produktion af vedvarende gas fra affaldstræ

KITs forskere lykkedes at producere vedvarende metan fra en biomassebaseret syntesegasblanding i deres pilotanlæg til honningkagemetanering. Kvaliteten af ​​denne syntetiske naturgas (SNG) er sammenlignelig med fossil naturgas og kan bruges som brændstof i co-generation og varmeværker samt i biler eller lastbiler. Pilotfabrikken blev designet og testet af forskere fra Karlsruhe Institute of Technology (KIT) og Research Center for den tyske tekniske og videnskabelige forening for gas og vand (DVGW).

Varme og mobilitet er stadig hovedsageligt baseret på fossile kilder. For den fremtidige bæredygtige og miljøvenlige energiforsyning i disse sektorer, imidlertid, kemiske energibærere fra vedvarende kilder, såsom biogas eller SNG, er også velegnede, siger eksperter.

"Kemiske energibærere har en høj energitæthed og er særligt attraktive for mobilitetssektoren, "siger Felix Ortloff, Leder af gruppen "Process Engineering" i DVGW Research Center ved KIT's Engler-Bunte Institute (EBI).

Biogasanlæg producerer den vedvarende gas hovedsageligt ved gæring af biologisk affald. I lande med en stor skovbrugssektor, f.eks. Finland eller Sverige, der er et stort potentiale for produktion af SNG fra affaldstræ. Ved hjælp af forgasning af biomasse, der dannes en syntesegas, som hovedsageligt består af brint, carbonmonoxid, og kuldioxid. Denne blanding kan derefter omdannes til metan af høj kvalitet ved metanering. Forskere fra KIT's Engler-Bunte Institute og DVGW Research Center har nu med succes testet en meget effektiv metaneringsproces i en periode på flere uger i byen Köping, Sverige.

Anlæggets kernekomponenter er bikagekatalysatorer, der blev udviklet og optimeret til brug af gruppen "Catalytic Fuel Conversion" i EBI Division of Fuel Chemistry and Technology (EBI ceb) under ledelse af Siegfried Bajohr. "I en et-trins proces, metalliske nikkelkatalysatorer omdanner hydrogen og kulilte og, ved tilstrækkelig brintforsyning, også kuldioxid til metan og vand, "Siegfried Bajohr siger.

Pilotfabrikken med containerdesign blev koblet til en biomasseforgasser, der forsyner de kulstofholdige gasser, der kræves til kemisk reaktion. Inden for dette kompleks, KIT's metanationsanlæg omdannede pålideligt syntesegas til metan i en periode på flere uger. "Den producerede syntetiske metan blev derefter påført som brændstof i naturgasbiler fra vores svenske projektpartner Cortus AB, "Tilføjer Bajohr.

"Bortset fra brug i naturgasbiler, metan kan også føres ind i den eksisterende europæiske naturgasinfrastruktur, "siger Felix Ortloff, EBI. Efter forskernes mening, metan kan allerede erstatte fossil naturgas i mange applikationer i dag.

"I øvrigt, teknologien kan også anvendes i power-to-gas konteksten, "Tilføjer Ortloff. I dette tilfælde, vand opdeles i hydrogen og ilt ved elektrolyse ved hjælp af vedvarende elektrisk energi. Derefter, hydrogenet reagerer med kuldioxid til syntetisk metan. Bortset fra belastningsreduktion af elnet, integrering af biogas eller biomasse forgasningsanlæg i power-to-gas koncepter anses af forskere for at være en fordel. Planternes produktionskapacitet kan blive fordoblet, da kuldioxiden fra biogasproduktion omdannes fuldstændigt til metan.

"Vores pilotanlæg er kendetegnet ved et meget kompakt design og, derfor, høj mobilitet, "Ortloff siger." Når den er installeret i en lastcontainer, det kan testes overalt på fjerntliggende biogasanlæg, i landdistrikterne, eller i kombination med andet CO ₂ kilder, der kan være relevante i fremtiden, såsom forskellige industrielle processer, " han siger.

Efter operationen i Sverige, pilotanlægget er nu på vej tilbage til Karlsruhe. "Anlægget vil blive integreret i infrastrukturen i Energy Lab 2.0 på KIT's Campus North. Vi ønsker at forbedre honeycomb -metanering yderligere og optimere katalysatorerne til brug i meget større faciliteter", siger Siegfried Bajohr, den videnskabelige koordinator for pilotanlægget.