Wasserstoff für die Energiewende
Forschungsprojekt erprobt Power-to-Gas-Technologien im Klärwerk Schönerlinde
In Klärwerken mit selbsterzeugtem Energieüberschuss gibt es alles, was zur Herstellung von Wasserstoff sowie dessen Umwandlung zu Methan notwendig ist: Wasser, erneuerbaren Strom und CO2. Ob und wie sich eine solche Sektorkopplung in der Energiewende effizient in die Praxis umsetzen lässt, wird mit Beteiligung der TU Berlin im Forschungsprojekt E-MetO im Berliner Klärwerk Schönerlinde untersucht.
E-MetO („Elektrolyse mit Nutzung von Brauchwasser als Schnittstelle zur biologischen Methanisierung und Ozonierung“) wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz im Rahmen der “anwendungsorientierten nichtnuklearen Forschungsförderung im 7. Energieforschungsprogramm der Bundesregierung” für die Bereiche Sektorkopplung und Wasserstofftechnologien mit ca. 3,2 Millionen Euro gefördert. Im Projekt forscht ein Konsortium aus dem Fachgebiet „Dynamik und Betrieb technischer Anlagen“ der Technischen Universität Berlin, der TUTTAHS und MEYER Ingenieurgesellschaft mbH, dem Forschungsinstitut für Wasserwirtschaft und Klimazukunft an der RWTH Aachen (FiW), dem Elektrolyseanlagen-Experten Aspens GmbH aus Hannover und den Berliner Wasserbetrieben an der praktischen Umsetzung von Wasserstofftechnologien auf Klärwerken.
CO2 aus Faulgas wird mit Wasserstoff zu Methan
Das Hauptaugenmerk liegt dabei auf der Verwendung von behandeltem Abwasser in einer Wasserelektrolyse, also der Trennung von Wasser in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff, sowie der anschließenden Speicherung des Wasserstoffs in Form von Methan. Dies wird über eine biologische Methanisierung des Wasserstoffs unter Nutzung von CO2 aus dem Faulgas erreicht. Darüber hinaus wird die Speicherung und Nutzung des Nebenprodukts Sauerstoff in der Ozonung, einer Verfahrensstufe bei der Abwasserreinigung zur gezielten Spurenstoffentfernung und Desinfektion, betrachtet.
Ziel: Einspeisung von Biomethan oder Wasserstoff in das öffentliche Gasnetz
Im Rahmen des Projekts werden hierzu am Berliner Klärwerk Schönerlinde zwei Pilotanlagen – eine Elektrolyseuranlage und ein Reaktor für die biologische Methanisierung von Wasserstoff und CO2 – errichtet und der sichere Betrieb unter Realbedingungen erprobt. Eine durch Realdaten gestützte, begleitende Simulation sichert die optimale Auslegung der Anlagen ab und liefert Erkenntnisse für eine mögliche großtechnische Umsetzung, deren Ergebnis die Einspeisung von Biomethan oder Wasserstoff in das öffentliche Gasnetz sein kann.
Benötigter Strom kommt aus Windenergie
Den benötigten Strom für die zusätzlichen Anlagen liefert das Klärwerk, das mit seinen drei 2-MW-Windenergieanlagen sowie der energetischen Nutzung des Klärschlamms bilanztechnisch bereits heute mehr regenerativen Strom produziert als es selbst verbraucht. Daher soll die vorgesehene Anlage in das Energiemanagementsystem des Klärwerks eingebunden werden. Ziel des im Mai 2024 gestarteten Forschungsprojekts ist es, das Energiemanagement des Klärwerkes so zu optimieren, dass die vielversprechenden Optionen zur Nutzung von Wasserstoff, Methan und Sauerstoff in den verschiedenen Sektoren erweitert werden. Auf diese Weise wird das Klärwerk als ein wichtiger Standort für Energiewende-Technologien etabliert.
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