Eckdaten

Übersicht zum Projekt

Dieses Promotionsvorhaben befasst sich mit der Herausforderung, bestehende Biogasanlagen nach Auslaufen der EEG-Vergütung ökologisch und ökonomisch tragfähig weiter zu betreiben. Die verschärften gesetzlichen Vorschriften gefährden den Weiterbetrieb der Biogasanlagen, wenn keine technologischen Anpassungen vorgenommen werden. Dies würde einen massiven Rückschritt für die regionalen Klimaschutzbemühungen und die hiesigen landwirtschaftlichen Wirtschaftsstrukturen bedeuten.

Ziel ist es daher, ein innovatives Gesamtkonzept zu entwickeln, das die Wasser-Elektrolyse in Biogasanlagen einbezieht und die gekoppelte Nutzung des bei der Elektrolyse entstehenden Sauerstoffs zur Steigerung der Effizienz und Schadstoffsenkung bei Restgasverwertungsprozessen nach einem Separationsschritt ermöglicht.

Arbeitsschwerpunkte

Im Mittelpunkt des Forschungsvorhaben steht die Entwicklung eines emissionsarmen Verwertungsprozesses für Restbiogas mithilfe von Elektrolyse-Sauerstoff. Das bislang ungenutzte Restbiogas soll durch kontrollierte Hochtemperaturreaktionen mit reinem Sauerstoff vollständig in CO₂ und Wasser überführt werden, während klassische Emissionen wie NOx und CO vermieden werden. 

Zur Bewertung des Ansatzes kommen Simulationswerkzeuge zum Einsatz, um die chemisch-kinetischen Prozesse und energetischen Wirkungsgrade zu optimieren. Anschließend werden die technischen und stofflichen Parameter der Reaktion unter realitätsnahen Bedingungen experimentell analysiert. Ein Fokus liegt dabei auf der Reinheit der entstehenden Gase, die Rückführbarkeit des auskondensierten Wassers in den Elektrolyseprozess sowie die technische Skalierbarkeit des Verfahrens. Durch diese Forschung soll eine Weiterentwicklung der Bioenergie im Sinne einer ressourcenschonenden Kreislaufwirtschaft gelingen.

Kernaussagen/ -ergebnisse

Das Projekt soll neue Potentiale für den klimaneutralen Weiterbetrieb von Biogasanlagen erschließen. Durch die Entwicklung neuer Technologien bei der Oxyfuel-Verbrennung von Restbiogasen können Emissionen erheblich reduziert, Abwärme effizient nutzbar gemacht und gereinigtes CO2 in regionale Stoffkreisläufe zurückgeführt werden.  Neben der ökologischen Wirkung stärkt das Vorhaben die regionale Wirtschaft und bietet einen echten Beitrag zur Energiewende mit konkreten Chancen für grüne Technologien.