Los investigadores de KIT lograron producir metano renovable a partir de una mezcla de gas de síntesis a base de biomasa en su planta piloto para la metanización en panal. La calidad de este gas natural sintético (SNG) es comparable a la del gas natural fósil y puede utilizarse como combustible en plantas de cogeneración y calefacción, así como en automóviles o camiones. La planta piloto fue diseñada y probada por investigadores del Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT) y el Centro de Investigación de la Asociación Técnica y Científica Alemana para el Gas y el Agua (DVGW).

El calor y la movilidad todavía se basan principalmente en fuentes fósiles. Para el futuro suministro energético sostenible y compatible con el medio ambiente en estos sectores, sin embargo, portadores de energía química de fuentes renovables, como biogás o SNG, también son adecuados, los expertos dicen.

"Los portadores de energía química tienen una alta densidad energética y son particularmente atractivos para el sector de la movilidad, "dice Felix Ortloff, Responsable del grupo de "Ingeniería de Procesos" del Centro de Investigación DVGW del Instituto Engler-Bunte (EBI) de KIT.

Las instalaciones de biogás producen el gas renovable principalmente mediante la fermentación de residuos biológicos. En países con un gran sector forestal, como Finlandia o Suecia, Existe un alto potencial para la producción de SNG a partir de madera de desecho. Mediante gasificación de biomasa, se produce un gas de síntesis, que se compone principalmente de hidrógeno, monóxido de carbono, y dióxido de carbono. Esta mezcla se puede convertir en metano de alta calidad mediante metanización. Investigadores del Instituto Engler-Bunte de KIT y el Centro de Investigación DVGW han probado con éxito un proceso de metanización altamente eficiente durante un período de varias semanas en la ciudad de Köping. Suecia.

Los componentes centrales de la planta son catalizadores de panal que fueron desarrollados y optimizados para su uso por el grupo de "Conversión de combustible catalítico" de la División de Química y Tecnología de Combustibles de EBI (EBI ceb) encabezado por Siegfried Bajohr. "En un proceso de una sola etapa, Los catalizadores de níquel metálico convierten hidrógeno y monóxido de carbono y, en caso de suficiente suministro de hidrógeno, también dióxido de carbono en metano y agua, "Dice Siegfried Bajohr.

La planta piloto de diseño de contenedores se acopló a un gasificador de biomasa que suministra los gases que contienen carbono necesarios para la reacción química. Dentro de este complejo, La planta de metanización de KIT convirtió de manera confiable el gas de síntesis en metano durante un período de varias semanas. "El metano sintético producido se aplicó luego como combustible en los vehículos de gas natural de nuestro socio de proyecto sueco Cortus AB, "Añade Bajohr.

"Aparte del uso en vehículos de gas natural, El metano también puede introducirse en la infraestructura europea de gas natural existente. "dice Felix Ortloff, EBI. En opinión de los científicos, El metano ya puede reemplazar al gas natural fósil en muchas aplicaciones en la actualidad.

"Es más, la tecnología también se puede aplicar en el contexto de energía a gas, ", Añade Ortloff. En este caso, el agua se divide en hidrógeno y oxígeno mediante electrólisis utilizando energía eléctrica renovable. Luego, el hidrógeno reacciona con el dióxido de carbono para formar metano sintético. Aparte de la reducción de tensión de las redes eléctricas, Los investigadores consideran ventajosa la integración de plantas de gasificación de biogás o biomasa en los conceptos de generación de gas. La capacidad de producción de las plantas podría duplicarse, ya que el dióxido de carbono que surge de la producción de biogás se convierte completamente en metano.

"Nuestra planta piloto se caracteriza por un diseño muy compacto y, por eso, Alta mobilidad, "Ortloff dice." Cuando se instala en un contenedor de carga, se puede probar en cualquier lugar en instalaciones de biogás remotas, en áreas rurales, o en combinación con otros CO ₂ fuentes que puedan ser relevantes en el futuro, como varios procesos industriales, " él dice.

Después de la operación en Suecia, la planta piloto ahora está en camino de regreso a Karlsruhe. "La planta se integrará en la infraestructura del Energy Lab 2.0 en el Campus Norte de KIT. Queremos mejorar aún más la metanización en panal y optimizar los catalizadores para su uso en instalaciones mucho más grandes", dice Siegfried Bajohr. el coordinador científico de la planta piloto.