Gute-Praxis-Beispiel: Nachhaltige Erzeugung von Gas mittels biokatalytischer Methanisierung

© PantherMedia / PeterHofstetter (YAYMicro)Steigende Gaspreise machen sich derzeit in allen Bereichen der Wirtschaft bemerkbar. Und das nicht nur in Deutschland, sondern europaweit. Fast 94 Prozent des deutschen Gasbedarfs werden importiert. 5,8 Prozent dieser Importe sind biogasbasiert, der Großteil ist fossilen Ursprungs. Ein 2014 in Planegg bei München gegründetes Start-up hat nun eine innovative Power-to-Gas-Technologie zur Energie-speicherung entwickelt und sich zum Ziel gesetzt, damit den
internationalen Energiemarkt nachhaltig zu verändern.

Von Mikroorganismen, Wasserstoff und der Notwendigkeit des Verstoffwechselns

So wird im Zuge des Prozesses überschüssige Elektrizität aus erneuerbaren Energien, die aktuell (noch) nicht hinreichend gespeichert werden kann, in klimaneutrales Gas umgewandelt.

Die vom Unternehmen Electrochaea entwickelte Power-to-Gas-Technologie beruht dabei auf einer Idee des US-Professors Laurens Mets aus dem Jahr 2006 und setzt gezielt auf die Fähigkeiten hochspezialisierter Mikroorganismen. Diese methanogenen Archaeen zeichnen sich durch eine außerordentliche Robustheit aus, schließlich sind ihre natürlichen Habitate u. a. heiße Quellen, Geysire oder Salzseen. Doch für die Erzeugung von „grünem“ Gas werden sie erst durch eine andere Eigenschaft unverzichtbar: Diese Untergruppe der Archaeen verstoffwechselt Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid zu Methan.

Um sich den Prozess der Biokatalyse hierbei zu Nutze machen zu können, wird zunächst mit Strom aus Wind- und Solarenergie sowie Wasser im Zuge von Elektrolyse Wasserstoff hergestellt. Dieser wird wiederum im Anschluss und unter Zusatz des Treibhausgases CO₂ von den Mikroorganismen zu Methan umgewandelt und so speicherbar.

Klimaneutral, speicherbar und ein Beitrag zur Circular Economy

Die Vorzüge des mithilfe der Archaeen klimaneutral hergestellten Bio-Methans gegenüber konventionell gefördertem Erdgas liegen dabei auf der Hand.

So kann das klimaneutral erzeugte Methan nach der Herstellung umgehend und ohne weitere Umwandlungsprozesse in das Gasnetz eingespeist und in bestehenden Anlagen gespeichert werden. Denn anders als beispielsweise im Fall von Wasserstoff als Erdgas-Alternative sind hierfür keine Investitionen für die Umrüstung der bestehenden Gas-Infrastruktur vonnöten.

Daneben hilft die auf Biokatalyse basierende Power-to-Gas-Technologie dabei, nachhaltig klimaschädliches Kohlendioxid in der Atmosphäre zu reduzieren. Gerade mit Blick auf fertigende Unternehmen bietet sich hier eine wirtschaftlich attraktive Möglichkeit: so können Betriebe mittels industrieller Symbiosen im Sinne der Kreislaufwirtschaft die eigene CO₂-Bilanz verbessern, indem sie CO₂ in die Anlagen zur Bio-Methanherstellung einspeisen. Eine erste Zusammenarbeit wird derzeit zwischen dem Start-up und dem Kalkhersteller Carmeuse umgesetzt – abschätzbare CO₂-Einsparungen pro Anlage: 90.000 Tonnen im Jahr.

Und mit Blick auf die Energiewende ergeben sich zudem Potenziale für den Umgang mit überschüssigem Strom aus Wind- und Solarenergie, für den es bisher keine bzw. nur unzureichend Möglichkeit zur Speicherung gibt.

Weitere Technologien und Prozesse, die sich bereits in der Praxis als ressourceneffizient bewährt haben, finden Sie in der Datenbank Gute-Praxis-Beispiele.