Die Methanisierung mit konventionellen Katalysatoren findet bei Temperaturen oberhalb von 200 °C statt und weist in einer Dauerbetriebsphase eine Methanausbeute von bis zu 95 % auf. Abhängig von der nachfolgenden Verwendung muss das Methan in einer anschließenden Aufreinigungsstufe noch weiter aufbereitet werden. [Heinemann, C. et al. (2019), S. 20]

Die Methanherstellung mit biologischen Katalysatoren (Mikroorganismen) findet bei Temperaturen zwischen 35 °C und 70 °C statt. Bei stabilen Prozessbedingungen können hierbei Methanausbeuten von bis zu 98 % erzielt werden. Trotz hoher Ausbeuten ist in der Regel eine zusätzliche Gasaufbereitungsstufe notwendig, bevor das hergestellte Methan in eine der möglichen nachgelagerten Nutzungsphasen überführt werden kann.  In aller Regel ist der biologische Katalysator im Gegensatz zu konventionellen Edelmetallkatalysatoren unempfindlich gegenüber Verschmutzungen. Zudem ist eine flexible Fahrweise von biologischen Methanisierungsverfahren möglich, da biologische Katalysatoren nicht empfindlich gegenüber Laständerungen sind [Heinemann, C. et al. (2019), S. 20 f.].

Das für die Methanisierung notwendige CO2 kann aus unterschiedlichsten Quellen wie Abgas (z. B. aus Holzheizkraftwerken oder aus Industrieprozessen), Biogasaufbereitung oder Umgebungsluft genutzt werden. Die Verfahren zur CO2-Abscheidung sind aktuell noch in der Technologieentwicklungsphase und weisen daher Verbesserungspotenziale auf. So gestaltet sich die Abscheidung von CO2 aus der Umgebungsluft aufgrund der geringen CO2-Konzentration momentan als am energieintensivsten. Der Energieaufwand ist hier – verglichen mit CO2-Abscheideverfahren aus Abgasen von Verbrennungsprozessen – um ein Vielfaches höher. [Purr, K. et al. (2016), S. 15]

Literatur: 

Bünger, U.; Michalski, J.; Schmidt, P. und Weindorf, W. (2017): Wasserstoff – Schlüsselelement von Power-to-X. In: Töpler, J. und Lehmann, J., Hg. Wasserstoff und Brennstoffzelle. 2. Auflage, Springer, Berlin, Heidelberg.

Purr, K.; Osiek, D.; Lange, M.; Adlunger, K.; Burger, A.; Hain, B.; Kuhnhenn, K.; Lehmann, H.; Mönch, L.; Müschen, K.; Proske, C.; Schmied, M. und Vollmer, C. (2016): Integration von Power to Gas/Power to Liquid in den laufenden Transformationsprozess. Umweltbundesamt, Dessau-Roßlau [abgerufen am: 22.12.2021].

Heinemann, C.; Kasten, P.; Bauknecht, D.; Bracker, F. J.; Bürger, V.; Emele, L.; Hesse, T.; Kühnle, S.; Seebach, D. und Timpe, C. (2019): Die Bedeutung strombasierter Stoffe für den Klimaschutz in Deutschland. Öko-Institut e.V., Freiburg i. Br. [abgerufen am: 22.12.2021].