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Wie funktioniert biologische Methanisierung?

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Eingestellt 26, Jun 2014 in Energiewende von Anonym
Und was ist der Unterschied zur chemischen Methanisierung?
   

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Beantwortet 26, Jun 2014 von Martin Werner (2,069 Punkte)
Bearbeitet 6, Jul 2014 von Martin Werner

Vermutlich ist mit der biologischen Methanisierung einer der beiden weiter unten beschrieben Prozesse gemeint.

Ich beginne mit der chemischen Methanisierung. Hierbei wird Wasserstoff (z.B. aus der Wasser-Elektrolyse unter Verwendung von überschüssigen Erneuerbaren Energien: P2G oder Windgas) mit Kohlendioxid (z.B. aus Kraftwerksabgasen) umgesetzt:

4 H2 + CO2 -> CH4 + 2 H2O
(aus 4 mol Wasserstoff und 1 mol Kohlendioxid entstehen ein mol Methan und 2 mol Wasser)

Dieses Verfahren wird auch Sabatier-Prozess genannt. Dabei wird einiges an Wärme frei, die auch genutzt werden kann.

Im Prinzip kann man diese Reaktion auch zusammen mit einem Biogasreaktor betreiben. Im Biogasreaktor entsteht neben Methan auch CO2, das beim Einspeisen in das Erdgasnetz stört. Durch Kombination mit dem oben beschriebenen Sabatier-Prozess kann das CO2 abgetrennt und die Methan-Ausbeute erhöht werden. Dabei kann der Elektrolyse-Wasserstoff in einem externen Prozess neben dem Biogasreaktor oder neuerdings im Biogasreaktor selbst erzeugt werden.

Es gibt auch die Möglichkeit, die Methansynthese in Bioreaktoren mithilfe von Archaeen (uralte Mikroorganismen, die unter widrigsten Umständen existieren können) durchzuführen. Durch die hohe Selektivität der Mikroorganismen kann auch bei niedrigeren Konzentrationen methanisiert werden.

Die beiden zuletzt genannten Verfahren haben den Vorteil, das sie für die Reaktion keine hohen Drücke erfordern, mit den entsprechenden dafür notwendigen relativ hohen Energiebedarfen.

 

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