Phase 2

Projektlaufzeit:
Gefördert durch:
Investitionsvolumen:
01.10.2020 – 30.09.2023
Projektträger Jülich, BMWi
ca. 2,4 Mio. €

HyPerFerment II

Entwicklung eines mikrobiologischen Verfahrens und Erprobung einer Pilotanlage zur fermentativen Wasserstofferzeugung

In der zwei­ten Pro­jekt­pha­se von  „HyPer­Fer­ment“ soll eine 10 m³ Pilot­an­la­ge gebaut und unter rea­len Bedin­gun­gen an einer Bio­gas­an­la­ge getes­tet wer­den, um die Pra­xis­taug­lich­keit und die Wirt­schaft­lich­keit der neu­ar­ti­gen Was­ser­stoff­pro­duk­ti­on zu bewer­ten. Die­ser Pro­jekt­ab­schnitt baut inhalt­lich auf den Erkennt­nis­sen aus Pha­se I auf. Eine zeit­li­che Über­lap­pung gewähr­leis­tet eine unter­bre­chungs­freie Fort­set­zung der Arbei­ten.
Micro­Pro führt die Selek­ti­on, Tes­tung und Opti­mie­rung der was­ser­stoff­pro­du­zie­ren­den Bak­te­ri­en­stäm­me auf unter­schied­li­chen Sub­stra­ten durch. Neben den Sub­stra­ten aus dem Regel­be­trieb einer Bio­gas­an­la­ge wer­den auch die Rest- und Abfall­stof­fe aus Pha­se I zum Ein­satz kom­men. Für die Kon­struk­ti­on der Pilot­an­la­ge wer­den anhand von Labor­ver­su­chen die erfor­der­li­chen Pro­zess­pa­ra­me­ter ermit­telt. Zur Bewer­tung des Gesamt­pro­zes­ses wer­den die Aus­wir­kun­gen der Was­ser­stoff­gä­rung auf die anschlie­ßen­de Bio­gas­bil­dung (Metha­no­ge­ne­se) untersucht.

Micro­Pro ist ver­ant­wort­lich für den Anfahr­be­trieb und den Lang­zeit­test der Pilot­an­la­ge, erfasst sämt­li­che Pro­zess­da­ten und ana­ly­siert das was­ser­stoff­hal­ti­ge Pro­dukt­gas. Das für den Anfahr­be­trieb benö­tig­te Impf­gut wird in labor­ei­ge­nen Fer­men­tern vorbereitet.

STREICHER stellt Engi­nee­ring­leis­tun­gen zur Rea­li­sie­rung aller anla­gen­tech­ni­schen Her­aus­for­de­run­gen zur Ver­fü­gung. Für Bau und der Errich­tung der 10 m³ Pilot­an­la­ge wird ein Kon­zept ent­wi­ckelt und das tech­ni­sche Ver­fah­ren ent­spre­chend umge­setzt. Dies umfasst eben­so Unter­su­chun­gen zur Opti­mie­rung und Ent­wick­lung eines inno­va­ti­ven Fer­men­ta­ti­ons­kon­zep­tes und der dazu­ge­hö­ri­gen Anla­gen­kom­po­nen­ten im Hin­blick auf Mate­ri­al­si­tua­ti­on, ver­fah­rens­tech­ni­schem Sca­le-up und indus­tri­el­ler Anwen­dung der Ergeb­nis­se. STREICHER über­nimmt den Pilot­an­la­gen­bau, die tech­ni­sche Betreu­ung der Unter­su­chun­gen aller mecha­ni­schen Tei­le und unter­stützt die Inte­gra­ti­on der Anla­ge in die bestehen­de Bio­gas­an­la­ge. Wäh­rend des Demons­tra­ti­ons­be­trie­bes wird die Anla­ge stän­dig über­wacht und regel­mä­ßig inspi­ziert, um die Anla­gen­tech­nik und den Pro­zess wei­ter zu opti­mie­ren.
Anhand der ermit­tel­ten Daten aus dem Pilot­be­trieb wird eine Sca­le-up-Ver­si­on der Anla­ge erarbeitet.

Das FRAUNHOFER IFF über­nimmt die wis­sen­schaft­lich-tech­ni­sche Beglei­tung und unter­stützt die Ent­wick­lung einer inno­va­ti­ven Pro­zess­füh­rung sowie die Opti­mie­rung des Betrie­bes der Demons­tra­ti­ons­an­la­ge. Arbeits­schwer­punk­te lie­gen im Bereich der Daten­aus­wer­tung und Qua­li­täts­si­che­rung, sowie bei der Beglei­tung der Gas­rei­ni­gung. Unter­stüt­zung erfolgt zudem bei Gas­kom­pres­si­on, Spei­che­rung und Fahr­zeug­be­tan­kung. Für das Pro­jekt stellt das FRAUNHOFER IFF ein Was­ser­stoff­fahr­zeug für Anschau­ungs­zwe­cke zur Verfügung.

FRAUNHOFER IFF ent­wi­ckelt eine Fließ­sche­ma­si­mu­la­ti­on für den Demons­tra­ti­ons­pro­zess um per­spek­ti­visch dyna­mi­sche Pro­zess­ab­bil­dun­gen zu ermög­li­chen. Anhand von Betriebs­pa­ra­me­ter­stu­di­en sol­len deren Kon­se­quen­zen vor der rea­len Tes­tung abge­schätzt werden.

Eine tech­no-öko­no­mi­sche Bilan­zie­rung des rea­len Pro­zes­ses erfolgt um die­sen abschlie­ßend zu opti­mie­ren, Poten­tia­le zu heben und die Ska­lier­bar­keit des umge­setz­ten Demons­tra­ti­ons­pro­zes­ses zu bewer­ten. Hier­bei steht die Prü­fung der Über­trag­bar­keit auf alter­na­ti­ve Anwen­dungs­fäl­le im Fokus, wobei Betriebs- und Ver­wer­tungs­kon­zep­te unter­sucht sowie das tech­ni­sche Risi­ko abge­schätzt und mini­miert wer­den sollen.