Die effiziente Nutzung von Biogas als erneuerbare Energiequelle ist ein zentrales Thema in der modernen Energie- und Umweltforschung. Ein aktuelles Projekt, das am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP in Potsdam durchgeführt wird, zielt darauf ab, eine neuartige Technologie zur direkten Gewinnung von Bio-Methan und Kohlendioxid (CO₂) aus feuchtem Biogas zu entwickeln. Diese innovative Methode könnte insbesondere für kleinere Biogasanlagen von großer Bedeutung sein, da sie den bisherigen, oft aufwendigen und energieintensiven Aufbereitungsprozess vereinfacht.
Traditionell erfordert die Umwandlung von Biogas in Bio-Methan, das als umweltfreundlicher Kraftstoff oder zur Einspeisung in Erdgasnetze verwendet werden kann, eine aufwendige Vortrocknung und Gaswäsche. Diese Schritte sind nicht nur technisch anspruchsvoll, sondern auch kostenintensiv, was die wirtschaftliche Rentabilität für kleinere Anlagen in der Landwirtschaft einschränkt. Das Projekt Bio4Value hat sich genau diesen Herausforderungen angenommen und eine Lösung entwickelt, die auf neuartigen Flachmembranen basiert.
Die zentralen Komponenten dieser Technologie sind die speziell entwickelten Flachmembranen, die es ermöglichen, Methan und CO₂ direkt aus dem feuchten Biogasstrom zu trennen. Durch den Verzicht auf eine vorgelagerte Trocknung des Biogases wird der Energieaufwand erheblich reduziert. In ersten Tests konnten die Forscher nachweisen, dass diese Membranen sogar gegen Schwefelwasserstoff, der häufig im Rohbiogas vorkommt, resistent sind. Dies stellt einen bedeutenden Fortschritt dar, da Schwefelwasserstoff in der Vergangenheit oft zu Problemen bei der Gasaufbereitung führte.
Die gezielte Trennung von Methan und CO₂ hat nicht nur das Potenzial, die Effizienz der Biogasnutzung zu steigern, sondern eröffnet auch neue Möglichkeiten für die stoffliche Verwertung der gewonnenen Gase. Das gewonnene CO₂ kann beispielsweise in der Elektrosynthese, zur Produktion von Kraftstoffen oder in der chemischen Industrie genutzt werden. Hierbei fungiert CO₂ nicht nur als Abfallprodukt, sondern als wertvoller Rohstoff, der zur Herstellung von Düngemitteln oder auch in der Getränkeindustrie Verwendung finden kann. Methan hingegen kann als biobasierter Kraftstoff für landwirtschaftliche Fahrzeuge oder zur Einspeisung in das Erdgasnetz dienen.
Ein weiteres wichtiges Element des Projekts ist die Entwicklung marktfähiger Module, die in kleinen Biogasanlagen installiert werden können. Die KS Kunststoffbau GmbH arbeitet an der Schaffung kompakter und modularer Lösungen, die eine einfache Handhabung auch für Betreiber ohne spezielle technische Kenntnisse ermöglichen. Diese Entwicklung könnte die dezentrale Nutzung von Biogas erheblich fördern.
Das Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie (ATB) spielt eine wichtige Rolle in diesem Projekt, indem es sich mit der Integration der neuen Technologie in bestehende Biogasanlagen befasst. Die Forscher des ATB analysieren auch die wirtschaftlichen Aspekte und führen Lebenszyklusanalysen durch, um die ökologischen Vorteile dieser Technologie zu bewerten. Sie sind überzeugt, dass die neu entwickelte Membrantechnologie nicht nur die Energieeffizienz steigert, sondern auch eine kostengünstige Lösung für die Aufbereitung von Biogas in ländlichen Regionen bietet.
Derzeit befindet sich die Technologie in der Validierungsphase auf Laborebene. Das Ziel der Forscher ist es, die Ergebnisse in zukünftigen Projekten unter realen Bedingungen zu demonstrieren und gemeinsam mit industriellen Partnern zu skalieren. Unternehmen aus den Bereichen Biogas, Energie und Chemie sind eingeladen, sich an der Weiterentwicklung dieser vielversprechenden Technologie zu beteiligen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Projekt Bio4Value einen bedeutenden Schritt in Richtung einer nachhaltigeren und effizienteren Nutzung von Biogas darstellt. Die neu entwickelten Flachmembranen könnten nicht nur die Art und Weise revolutionieren, wie Biogas aufbereitet wird, sondern auch die Möglichkeiten zur stofflichen Verwertung von Methan und CO₂ erheblich erweitern.
