Methanproduktion mit Mikroorganismen

Im Labor

Ein innovatives Verfahren zur Erdgasproduktion aus CO2 und Wasserstoff ist marktreif. Die ältesten „Bewohner“ unseres Planeten spielen dabei eine Hauptrolle.

Nachdem sie über vier Milliarden Jahre nichts anderes gemacht haben, stellen sie ihre Fähigkeiten nun in den Dienst der Energiewende: Eine der ältesten Lebensformen der Erde, „Archaea“ genannte Mikroorganismen, erzeugen über ihren natürlichen Stoffwechsel aus klimaschädlichem CO2 und Wasserstoff reinstes Methan, sprich Erdgas. Hierin kann beispielsweise Strom aus erneuerbaren Energiequellen gespeichert werden.

Biotreibstoff aus dem Labor

Der Bedarf für diesen Prozess zur Methanherstellung ist groß und vielfältig, erläutert Alexander Krajete, Geschäftsführer des Linzer Unternehmens: „Neben der als Power-to-Gas bezeichneten Speicherung erneuerbarer Energie aus Sonnen-, Wind- und Wasserkraftanlagen erlaubt unser Prozess gleich zwei weitere industrielle Anwendungen: die Veredelung von rohem Biogas zu reinem Erdgas sowie die Produktion von Biotreibstoffen der sogenannten fünften Generation.“ Im Vergleich zur Herstellung von Biotreibstoffen aus Pflanzen liegt der große Vorteil dieser Methode darin, keine Konkurrenz um Anbauflächen zu verursachen.

Tatsächlich erfolgt die Umwandlung des Klimagases CO2 (und die von Wasserstoff) zu Erdgas bei diesem Verfahren in einem Bioreaktor – einem regulierten System, in dem spezielle Stämme der als Archäa bezeichneten Mikrooganismen CO2 umwandeln. In der Natur hingegen kommen Archaea meistens an Standorten mit extremen Umweltbedingungen vor. „So attraktiv dieser Prozess auch für die Energiebranche ist, so schwierig war er zu ‚zähmen’, also für eine konkrete Nutzanwendung maßzuschneidern“, sagt Krajete. Genau das ist den Österreichern nun gelungen: Der Prozess der Methanherstellung unter kontrollierten Bedingungen im Bioreaktor wurde perfektioniert – hohe Ressourceneffizienz und Umsatzgeschwindigkeiten zeichnen ihn nun genauso aus wie seine Robustheit und die Fähigkeit, mit rasch wechselnden Bedingungen fertig zu werden.

Überschussstrom geht nicht verloren

Gerade seine hohe Anpassungsfähigkeit macht den Prozess auch ideal für die Speicherung von Überschussstrom aus erneuerbaren Energiequellen. Also jene Menge Strom, die bei günstigen Bedingungen – beispielsweise bei hoher Sonneneinstrahlung oder Windgeschwindigkeit – über den Bedarf hinaus produziert wird. Kann diese nicht ins Netz eingebracht werden, geht sie verloren. Dass Überschussstrom aber unvermittelt und unregelmäßig anfällt, stellt hohe Anforderungen an jedes System zu seiner Speicherung. Ein rasches Umschalten aus dem Ruhezustand in den vollen Produktionsmodus ist daher gefragt.

Diese Anforderung erfüllt der Prozess der Krajete GmbH, zusätzlich verbraucht die eigentliche Speicherung selber kaum Energie. Einmal umgewandelt, kann das Methan bis zum Gebrauch passiv gelagert werden – ein wichtiges Unterscheidungskriterium zu anderen Speicherprozessen.

Daniel Seemann

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