8 März 2002

Strom aus Biogas – effektiver mit Hot-Module-Brennstoffzelle?

Die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR) will beweisen, dass Biogas ein effektiver Stromlieferant sein kann. Statt auf herkömmliche Kraft-Wärme-Kopplung setzt sie auf einen Typ der Schmelzcarbonatbrennstoffzelle MCFC, das sogenannte “Hot Module”. Die Schmack Biogas AG soll nun untersuchen, ob die MCFC mit landwirtschaftlichem Biogas läuft und welche Aufbereitungsschritte dafür nötig sind. Mit ersten Erkenntnisse aus der Versuchanlage ist Ende 2003 zu rechnen.

In Biogasanlagen lässt sich zwar sehr ökologisch Energie gewinnen, sie haben jedoch auch ein deutliches Manko: es fällt immer mehr Wärme an als Strom. Der Bau einer Anlage macht folglich nur dann Sinn, wenn auch die Wärme ihren Abnehmer findet. Knackpunkt ist das bisherige Umwandlungsverfahren, bei dem das Gas in Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen verbrannt wird. Die Brennstoffzelle bietet da erhebliche Vorteile: sie erreicht einen Stromwirkungsgrad von bis zu 50 Prozent und arbeitet deutlich leiser. Aus ersten Erfahrungen mit Erdgas lassen sich jedoch lediglich die Grundlagen für die technische Nutzung von Biogas ableiten.

Hier setzt die Schmack Biogas AG nun mit Unterstützung des Bundes an. Sie will die Verbindung der Biogaserzeugung mit der Karbonatbrennstoffzelle erst in Vorversuchen und schließlich in einem Teststand auch praktisch erproben. Während die Wissenschaftler bei Schmack in der ersten Phase Wege finden müssen, das Gas ausreichend zu reinigen, bauen die Techniker beim Projektpartner MTU Friedrichshafen GmbH den Test-Brennstoffzellenstapel für die spätere Versuchsanlage. Da die MCFC Kohlenstoffdioxid in die Zellreaktion integriert, bietet sie bessere Voraussetzungen für das Biogas als die meisten anderen Brennstoffzellen. Ein weiterer Vorteil ist ihre hohe Arbeitstemperatur. Bei etwa 650 Grad Celsius kann das Gas in der Brennstoffzelle selbst reformiert werden, ein kostspieliger Reformer entfällt. Einfach ist die Verknüpfung dennoch nicht. Denn das Hot module ist in puncto Gas recht anspruchsvoll. Im Biogas vorhandene partikuläre Verunreinigungen aber vor allem auch Schwefelwasserstoff und Chlor/Fluor-Verbindungen müssen herausgefiltert werden.

Im ersten Schritt werden daher mehrere Adsorptionsverfahren auf ihre Eignung für die Gasreinigung getestet. Die Ergebnisse liefern die Grundlage für den Aufbau eines Prototypen zur Gasaufbereitung, der für erste Tests an eine landwirtschaftliche Biogasanlage in Bayern angekoppelt wird. Erst danach soll der Hot Module-Laborzellenstapel die Anlage vervollkommnen. Erfüllt sie im halbjährigen Dauerbetrieb die in sie gesetzten Erwartungen, könnte sie zum Prototyp für eine ganz neue Generation von dezentralen Biomassekraftwerken werden.

Barbara Wenig

Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR)
V.i.S.d.P.: Dr.-Ing. Andreas Schütte
Hofplatz 1
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Tel.: 03843-69 30-0
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E-Mail: [email protected]
Internet: http://www.fnr.de

Pressemitteilung der FNR, Nr. 238 vom 2002-03-08.

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