Validierung eines innovativen Verfahrens zur hocheffizienten Herstellung von Biomethan in einem Zweischicht-Biofilm-Reaktor
Die Umwandlung von Sonnenenergie in Biokraftstoff gehört zu den großen Zukunftsherausforderungen bei der Nutzung erneuerbarer Energie. Methan bzw. Biogas spielt dabei eine herausragende Rolle, da dafür die erforderliche Infrastruktur schon vorhanden ist. Die heutige Biogaserzeugung beruht auf der Fermentation von landwirtschaftlich erzeugter Biomasse. Die Nutzungseffizienz der solaren Energie bei diesem Verfahren ist sehr gering und liegt nur zwischen 1-3 %.
Ein Verbund aus den Universitäten Leipzig und Bremen sowie dem Karlsruher Institut für Technologie hat ein Verfahren entwickelt, mit dem Methan direkt durch Photosynthese gewonnen werden kann. Dabei erzeugen Algen zunächst aus Kohlendioxid und Sonnenlicht ein Zwischenprodukt, das anschließend von speziellen Mikroorganismen zu Methan umgesetzt wird. Die Algen arbeiten mit den Methan bildenden Bakterien wie eine Zellfabrik zusammen und das methanhaltige Gas kann nach einfacher Reinigung sofort verwendet werden.
Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass keine landwirtschaftlichen Flächen in Konkurrenz zum Nahrungsmittelanbau benötigt werden, und eine aufwendige Verarbeitung von Biomasse zu Biogas nicht erforderlich ist. Der Vorteil gegenüber bisherigen Konzepten der Energieproduktion in Bioalgen-Reaktoren liegt darin, dass die Algen auf Biofilmen angesiedelt werden und mit sehr viel höherer Effizienz reduzierten Kohlenstoff bereitstellen. Zudem wird durch die Algenvliestechnik eine drastische Reduzierung im Aufwand für die Hardware der Reaktoren erwartet.
Im Projekt Photo-Methan soll gezeigt werden, dass sich durch die Wahl geeigneter Prozess-parameter und Mikroorganismen ein funktionsfähiger Modellreaktor realisieren lässt. Im Erfolgsfall lässt sich das auch Verfahren im gesamten Energiesektor vermarkten.