Energie: Wie Mikroben Methan mit Windstrom produzieren

Alle konzentrieren sich auf grünen Strom, aber Gas als Energieträger ist bisher nicht nachhaltig. Ein neues Verfahren löst das Problem mit Mikroben, die warmes Salzwasser lieben und Kohlendioxid in Methangas umwandeln.

Ein Bericht von veröffentlicht am
Archaeen: "Man braucht nach wie vor Methan."
Archaeen: "Man braucht nach wie vor Methan." (Bild: Andreas Kling)

Strom aus Wind-, Wasser- oder Sonnenenergie ist für unser Klima sicher die am wenigsten schädliche Energie. Manchmal lässt es sich aber nicht vermeiden, herkömmliche Brennstoffe einzusetzen. Damit diese wenigstens kein zusätzliches Kohlendioxid in die Atmosphäre emittieren, hat das in Planegg bei München ansässige Unternehmen Electrochaea ein neues Verfahren entwickelt. Es nutzt synthetische Kraftstoffe, die mit Hilfe von erneuerbaren Energien erzeugt werden.

Inhalt:
  1. Energie: Wie Mikroben Methan mit Windstrom produzieren
  2. Methan oder Wasserstoff
  3. Auftrag aus Kalifornien

Die Idee ist schlau, denn die Arbeit lässt Electrochaea andere verrichten: Mikroben, deren Stoffwechselprodukt Methan ist. Es sind Archaeen, einzellige Lebewesen, die nicht einmal einen Zellkern haben und deshalb zu den Prokaryoten gehören. Sie werden mit Wasserstoff und Kohlendioxid (CO2) gefüttert und verstoffwechseln die beiden Gase zu Methan und Wasser. Power to Gas (P2G) werden solche Verfahren genannt.

Gedacht ist das neue Verfahren als Speichertechnik: Statt Windkraftanlagen anzuhalten, wenn Strom nicht ins Netz gespeist werden kann, soll der Strom genutzt werden, um per Elektrolyse Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten.

Der Wasserstoff soll aber nicht als Energieträger gespeichert werden. Electrochaea verarbeitet ihn weiter: Das Gas wird zusammen mit CO2 in einen Reaktor gespeist, einen hohen, schlanken Tank - in einer 1-Megawatt-Pilotanlage ist der 9 m hoch und hat 80 cm Durchmesser. Gefüllt ist er mit 65 Grad warmem Salzwasser - unter diesen Bedingungen fühlen sich die Archaeen wohl. Das Salzwasser ist etwas weniger konzentriert als Meerwasser.

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Ein Mixer verteilt die Gasblasen gleichmäßig; während das Gas aufsteigt, verstoffwechseln es die Archaeen. "Bis das Gas nach oben kommt, ist es schon komplett umgewandelt und dann hat man oben im Reaktor nur noch Methangas", erzählt Electrochaea-Technikchefin Doris Hafenbradl im Gespräch mit Golem.de. Der Wirkungsgrad liegt bei 50 bis 60 Prozent - das bedeutet, für 10 Kilowattstunden Leistung, die in die Elektrolyse eingespeist werden, werden 5 bis 6 Kilowattstunden Methan generiert. "Das Methangas wird abgezogen und kann direkt ins Gasnetz eingespeist werden, weil es die Qualität von Erdgas hat. Es ist aber ein biologisch hergestelltes, ein sogenanntes erneuerbares Gas."

  • Electrochaea-Technikchefin Doris Hafenbradl eröffnet die Biomethansierungs-Anlage in Colorado. (Bild: NREL)
  • Sie steht auf dem Gelände der NREL. (Bild: NREL)
  • Die erste Anlage, in der Mikroben erneuerbares Methan erzeugen, steht in Kopenhagen. (Bild: Electrochaea)
  • Diese Anlage wurde im Juni in der Schweiz in Betrieb genommen. (Bild: Regio Energie)
  • Die Archaeen verdauen Kohlendioxid und Wasserstoff zu Methan... (Bild: Andreas Kling)
  • ... in solch einem Reaktor. (Bild: Electrochaea)
  • Electrochaea hat die Mikroorganismen durch Zucht verbesssert.  (Bild: Electrochaea)
  • So funktioniert das Verfahren. (Bild: Electrochaea)
Electrochaea-Technikchefin Doris Hafenbradl eröffnet die Biomethansierungs-Anlage in Colorado. (Bild: NREL)

Das CO2, das in die Anlage eingespeist wird, wird aus verschiedenen Prozessen abgezogen, in denen das Gas emittiert wird. Das können Zementwerke sein, die große Mengen CO2 freisetzen, Biogasanlagen, Bioethanolanlagen, Brauereien oder Kläranlagen. "Das ist ein Recycling von CO2", erläutert Hafenbradl. "Es gibt aber noch einen Vorteil: Jedes Molekül an erneuerbarem Methan, das wir generieren, ersetzt ein Molekül aus fossilen Quellen. So reduzieren wir die Entnahme von fossilen Ressourcen."

Ziel sei, das Gasnetz grün zu machen, sagt Hafenbradl.

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Methan oder Wasserstoff 
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M.P. 28. Aug 2019

Wir waren beim THTR (Klassenfahrt in der gymnasialen Oberstufe) so ca Ende der 70er...

/mecki78 26. Aug 2019

Selbst bei tausender solcher Anlagen in Deutschland wäre die Leckage verschwinden gering...

Peter Brülls 26. Aug 2019

Ja und? Ist dann halt so. Ich kann natürlich auch Schweinefleisch billig anbieten, wenn...

supergurki 26. Aug 2019

Patente auf Leben sind wichtig um Menschen die Grundlage für Leben (Nahrung und Co...



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