Lastflexibilität der Festbettmethanisierung am Beispiel der kombinierten SNG-Produktion

Die Synthese von Methan zur Herstellung von synthetischem Erdgas (Synthetic Natural Gas – SNG) wird im Zuge der Energiewende in zwei Verfahren diskutiert. Die Bereitstellung des Synthesegases erfolgt zum einen durch die Vergasung von Biomasse und zum anderen durch die Elektrolyse von Wasser mit anschließender Vermischung des Elektrolyse-wasserstoffs mit Kohlenstoffdioxid (Power-to-Gas). Bei der kombinierten SNG-Produktion werden beide Synthesegase gemischt und einer gemeinsamen Methanisierungsstufe zugeführt. Dadurch kann die Kohlenstoffausbeute der Biomasse deutlich erhöht werden [1]. Zudem lässt sich die Wärmeintegration besser gestalten und der in der Elektrolyse erzeugte Sauerstoff kann der Vergasung zugeführt werden. Für die kombinierte SNG-Produktion sind die Lastflexibilität und die Auslegung des Methanisierungsreaktors besonders wichtig. Mithilfe eines ortsdiskretisierten Festbettmodells wurden diese beiden Aspekte untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass die Festbettmethanisierung mit Rückführung für eine kombinierte SNG-Produktion geeignet ist. Die Methanausbeute lässt sich durch die Zugabe von Elektrolysewasserstoff steigern. Wichtig ist dabei allerdings ein hohes Rezirkulations-verhältnis.