Energie aus der Kläranlage: Forschungsprojekt "KomMeth" prüft Praxistauglichkeit der mikrobiellen Methanisierung

Gruppenfoto mit Minister Aiwanger, der eine Urkunde vorzeigt.Zoombild vorhanden

Wirtschaftsminister Hubert Aiwanger (3. von rechts) bei der Übergabe des Förderbescheids mit (von links) Prof. Christoph Gehlen (Dekan der TUM School of Engineering and Design), Prof. Konrad Koch (Projekt­leiter), Dr. Michael Lebuhn (LfL-Mit­arbeiter), Dr. Carolina Feickert Fenske (Projekt­mit­arbeiterin), Dr. Dietmar Gruchmann (Erster Bürger­­meister der Stadt Garching) und Dr. Gerhard Strauß (Abteilungs­leiter an der LfL)
Foto: StMWi/E. Neureuther

Bei zu viel Sonne und Wind werden Photovoltaik- und Windkraftanlagen abgeregelt, um das Elektrizitätsnetz stabil zu halten. Diese nicht produzierte "Überschuss-Elektrizität" könnte aber bei Weiterbetrieb genutzt und gespeichert werden: Durch mikrobielle Methanisierung kann diese "Überschuss-Elektrizität" in speicherbares Methan (CH4) umgewandelt werden. Dazu wird aus dem Strom mittels Elektrolyse Wasserstoff (H2) erzeugt und der mikrobiologischen Umsetzung in einem Reaktor zugeführt.
Die Technische Universität München (TUM) wird zusammen mit der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL) im Forschungsprojekt KomMeth untersuchen, wie Energie aus mikrobieller Methanisierung im Praxisbetrieb in der Kläranlage Garching erzeugt werden kann.
Energieminister Hubert Aiwanger überreichte Anfang Februar 2024 den Förderbescheid für das auf 36 Monate angelegte Projekt.

Verfahren und Arbeitsteilung im Projekt

Ein mehrere Meter hoher Edelstahlzylinder, umgeben von einem Gerüst und technischem Gerät.Zoombild vorhanden

Der Forschungs- und Pilot­reaktor in der Klär­anlage Garching
Foto: StMWi/E. Neureuther

Im geplanten Vorhaben ist der Forschungsreaktor dem Faulturm der Kläranlage Garching nachgeschaltet und wird aus diesem mit Klärgas beschickt. In Zukunft ist auch die Anbindung und Erprobung der Technik an landwirtschaftliche Biogas­anlagen geplant.
Im Reaktor befinden sich Aufwuchskörper aus Kunststoff, die durch Bakterien und methanogene Archaeen besiedelt sind. Letztere sind die Hauptakteure im Prozess und bilden aus CO2 aus dem Klärgas und H2 aus der Elektrolyse Methan und Wasser. Das entstehende Methan hat eine so gute Gasqualität, dass es beispielsweise direkt ins Erdgasnetz eingeleitet und so gespeichert werden kann.
Der Aufgabenbereich Mikro- und Molekularbiologie der LfL untersucht unter Leitung von Frau Dr. Veronika Flad und Beratung durch Herrn Dr. Michael Lebuhn die der Technik zu Grunde liegenden mikrobiologischen Prozesse und optimiert deren Effizienz. Konkret wird mit molekulargenetischen Methoden erfasst, wie viele und welche Bakterien und methanogene Archaeen vorhanden sind und sich aktiv an den Umsetzungen beteiligen. Es wird analysiert, wie sich die Anzahl und die Aktivität der Mikroorganismen zu verschiedenen Prozesszuständen verändert, um eine Prozessdiagnose zu erstellen und frühzeitig vor Prozessstörungen zu warnen. Weiterhin wird untersucht, welche Effekte die Art der Aufwuchskörper auf die Biofilmbildung hat, und wie der Austrag von Mikroorganismen mit dem entstehenden Wasser vermieden werden kann.
Gesammelt sind diese Daten notwendig für die Umsetzung einer effizienten Prozess­führung durch die Verfahrens­techniker der TUM unter Leitung von Prof. Dr. Konrad Koch.