Os pesquisadores do KIT tiveram sucesso na produção de metano renovável a partir de uma mistura de gás de síntese à base de biomassa em sua planta piloto para metanação em favo de mel. A qualidade desse gás natural sintético (SNG) é comparável à do gás natural fóssil e pode ser usado como combustível em usinas de cogeração e aquecimento, bem como em automóveis ou caminhões. A planta piloto foi projetada e testada por pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Karlsruhe (KIT) e do Centro de Pesquisa da Associação Técnica e Científica Alemã para Gás e Água (DVGW).

Calor e mobilidade ainda são baseados principalmente em fontes fósseis. Para o futuro fornecimento de energia sustentável e ambientalmente compatível nesses setores, Contudo, transportadores de energia química de fontes renováveis, como biogás ou SNG, também são adequados, especialistas falam.

"Os transportadores de energia química têm uma alta densidade de energia e são particularmente atraentes para o setor de mobilidade, "diz Felix Ortloff, Chefe do grupo "Engenharia de Processos" do DVGW Research Center no Engler-Bunte Institute (EBI) do KIT.

As instalações de biogás produzem o gás renovável principalmente pela fermentação de resíduos biológicos. Em países com um grande setor florestal, como Finlândia ou Suécia, existe um grande potencial para a produção de SNG a partir de resíduos de madeira. Por meio da gaseificação de biomassa, um gás de síntese é produzido, que consiste principalmente em hidrogênio, monóxido de carbono, e dióxido de carbono. Essa mistura pode então ser convertida em metano de alta qualidade por metanação. Pesquisadores do Instituto Engler-Bunte do KIT e do Centro de Pesquisa DVGW agora testaram com sucesso um processo de metanação altamente eficiente por um período de várias semanas na cidade de Köping, Suécia.

Os componentes principais da planta são catalisadores em favo de mel que foram desenvolvidos e otimizados para uso pelo grupo "Conversão de Combustível Catalítico" da Divisão EBI de Química e Tecnologia de Combustíveis (EBI ceb) chefiada por Siegfried Bajohr. "Em um processo de estágio único, catalisadores de níquel metálico convertem hidrogênio e monóxido de carbono e, em caso de suprimento de hidrogênio suficiente, também dióxido de carbono em metano e água, "Siegfried Bajohr diz.

A planta piloto de projeto de contêiner foi acoplada a um gaseificador de biomassa que fornece os gases contendo carbono necessários para a reação química. Dentro deste complexo, A planta de metanação da KIT converteu de forma confiável gás de síntese em metano por um período de várias semanas. “O metano sintético produzido foi então aplicado como combustível nos veículos de gás natural do nosso parceiro de projeto sueco Cortus AB, "Bajohr acrescenta.

“Além do uso em veículos a gás natural, o metano também pode ser alimentado na infraestrutura de gás natural europeia existente, "diz Felix Ortloff, EBI. Na opinião dos cientistas, o metano já pode substituir o gás natural fóssil em muitas aplicações hoje.

"Além disso, a tecnologia também pode ser aplicada no contexto de energia para gás, "Ortloff acrescenta. Neste caso, a água é dividida em hidrogênio e oxigênio por eletrólise usando energia elétrica renovável. Então, o hidrogênio reage com o dióxido de carbono ao metano sintético. Além da redução de tensão das redes de energia, a integração de plantas de biogás ou de gaseificação de biomassa em conceitos de energia para gás é considerada vantajosa pelos pesquisadores. A capacidade de produção das fábricas pode ser duplicada, já que o dióxido de carbono proveniente da produção de biogás é convertido completamente em metano.

"Nossa planta piloto é caracterizada por um design altamente compacto e, portanto, alta mobilidade, "Ortloff diz." Quando instalado em um contêiner de carga, pode ser testado em qualquer lugar em instalações remotas de biogás, nas áreas rurais, ou em combinação com outro CO ₂ fontes que podem ser relevantes no futuro, como vários processos industriais, " ele diz.

Após a operação na Suécia, a planta piloto agora está voltando para Karlsruhe. "A planta será integrada na infraestrutura do Energy Lab 2.0 no Campus North do KIT. Queremos melhorar ainda mais a metanação do honeycomb e otimizar os catalisadores para uso em instalações muito maiores", disse Siegfried Bajohr, o coordenador científico da planta piloto.