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FAQ – Top 20 Fragen

Wir wurden in den letzten Jahren mit einer Reihe von häufig wiederholten Fragen konfrontiert. Die wichtigsten Fragen / Antworten sind unten zusammengefasst:

1.    Wozu taugt der Prozess besonders ?

Die große Stärke unseres Verfahrens liegt in der ausgeprägten Intermittenztauglichkeit für „Power to Gas“ (Anwendung 1). Wir schaffen es, in einem singulären Schritt unter stark wechselnden Bedingungen („Gas zu, 100 %“, „Gas aus, 0 %“) Erdgas (95 vol. % Methan) zu generieren.

Unser „Response“ von Null auf Volllast und retour liegt bei einer Minute (siehe Abb. 1).

Die Übergänge erfolgen ohne Energieeintrag (Heizung, Rührer, Pumpen aus), womit die Betriebskosten in Phasen der „Windflaute“ (= kein Überschussstrom) minimiert sind (siehe Abb. 1).

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Abb. 1 Intermittenztauglichkeit von Krajete® mit blitzschneller Methanproduktion und minimiertem Energieverbrauch in den Übergängen (man verfolge den Verlauf der blauen (H2 Eintrag = simulierter Überschussstrom) und schwarzen Kurve (Methanherstellungsrate)). Das Verfahren ist simpel, robust, genügsam, selektiv und für die Intermittenzanforderung der Erneuerbaren maßgeschneidert.

Eingangsstoffe = Wasserstoff (blaue Kurve, NL/min); gemessene Werte = Methanprodukt, grün / CO2, rot / H2, orange (vol. %). Leistung = „MER“ (methane evolution rate, mmol Methan/Liter Suspension x Stunde) als Maß für die Reaktorleistung pro Volums-/Zeiteinheit.

Das Verfahren ist also für die Anforderung, intermittenten Überschussstrom zu speichern und in den Übergängen wenig Energie zu verbrauchen, maßgeschneidert und als absolut passende Lösung zu sehen. Es kommt dem Idealzustand der sofortigen Stromspeicherung in Form von Erdgas sehr nahe.

Das Verfahren besitzt die Stärke aus Gasgemischen die Edukte CO2 und H2 zu extrahieren („Selektivität“) und umzusetzen ohne die Edukte reinigen und trennen zu müssen (Anwendung 2). Somit wird die Komplexität des Verfahrens massiv entlastet. Das Verfahren eignet sich also zur Verwertung von industriellem Rohgas mit einer Komponente (CO2 oder H2) oder in binären Gemischen (CO2 und H2 mit oder ohne Restgasen).

Natürlich ist denkbar beide Vorzüge („Intermittenztauglichkeit“ und „Selektivität“) zu kombinieren, was bei „Power to Gas“ mit industriellen CO2 Quellen besonders attraktiv wird (Anwendung 3).

 

2.     Wie rein ist das Produkt  ?

Unsere Devise lautet: “Produktherstellung im 1 Schrittverfahren”. Dies impliziert dass wir den Großteil der zugeführten Edukte (= Eingangsstoffe) in Methangas umwandeln. Wir erzielen Produktreinheiten von > 95 vol. % Methan in einem singulären Schritt. Möchte man noch höhere Reinheiten so genügt ein simpler und kostengünstiger Folgeschritt (= Gasreinigung).

Diese erstaunlich hohe Reinheit differenziert uns von anderen Verfahren, die im Hauptschritt nur einen geringen Anteil der Edukte zum Zielprodukt umsetzen.

 

3.     Was kann mit dem Produkt gemacht werden ?

Das Produkt Methan genießt eine Vielzahl von möglichen Anwendungsformen:

  1. Thermisch: z.B. Gastherme
  2. Mechanisch: z.B. CNG Automobil
  3. Elektrisch: z.B. BHKW 

Methan wird entweder zwischengespeichert (z.B. Erdgastankstelle) oder direkt ins Erdgasnetz injiziert.

 

4.    Welche CO2 Quellen kann Krajete® verwenden ?

Krajete kann eine breite Palette an diversen CO2 Quellen direkt verwerten. Darauf basiert ein signifikanter Vorteil des Verfahrens.

Wir haben die Verträglichkeit des Prozesses mit diversen Industriegasen (Realgasen) durch vor Ort Abnahme der Gase und synthetische Referenzgase erfolgreich demonstriert.

Zu unseren erprobten Gasquellen zählen:

  1. Verbrennungsgase aus Benzin-, Dieselkraftstoff bzw. Sammelgase
  2. Syngas ähnliche Gase aus der Stahlindustrie
  3. Syngas ähnliche Gase aus der Müllverbrennung
  4. Rohbiogas
  5. Gereinigtes Biogas
  6. CO2 aus Biogas

In ca. 90 % der Fälle konnte das Industriegas ohne zuvorige Aufbereitung direkt verwertet werden.

Dieser auf der biologischen Selektivität und Robustheit beruhende Umstand stellt einen direkt quantifizierbaren, wirtschaftlichen Kundennutzen und zentralen Wettbewerbsvorteil dar !

Bitte kontaktieren Sie uns unter info@krajete.com sollten Sie ein oder mehrere CO2 Quellen für die Methanisierung bzw. „Power to Gas“ evaluieren wollen.

 

5.     Was sind bevorzugte CO2 Quellen ?

Unser Verfahren verträgt diverse CO2 Quellen, egal ob Gase mit hohem oder niedrigem CO2 Anteil.

Dieser Umstand reduziert den Upstream Anteil (Gasvorbereitung, Stoffeingang) im Bauvolumen massiv, womit ein wesentlicher Kostentreiber wegfällt. Dennoch muss man sich Gedanken über die wirtschaftlichen Implikationen der Gesamtlösung machen.

Es gilt die Faustregel: Je höher der CO2 Anteil im Gasstrom, desto wirtschaftlicher der Prozess. So gesehen sind beste Kandidaten in abnehmender Reihenfolge:

  1. CO2 aus Fermentationen (Lebensmittelherstellung, chemische Prozesse)
  2. Biogas (egal ob in nativer Form oder gereinigt)
  3. Gasgemische, die sowohl CO2 als auch H2 und andere Gase enthalten
  4. Verbrennungsgase mit niedrigem Luftanteil
  5. Verbrennungsgase mit hohem Luftanteil

 

6.     Welche Erfahrungen haben Sie mit Industriegasen (Realgasen) ?

Wir haben das gesamte Jahr 2012 der Evaluierung von industriellen CO2 und H2 hältigen Gasen gewidmet und wertvolle Erfahrung zu den oben genannten CO2 und H2 Quellen gesammelt. Wir kennen die Verträglichkeit des Prozesses für die genannten Gasquellen, und wir bieten vor jeder Studie die Identifizierung der passenden Gasquellen an.

 

7.     Welche Wasserstoffquellen kann Krajete® verwenden ?

Unser Prozess ist mit einer Vielfalt von H2 Quellen kompatibel. Getestet wurden reines H2 bzw. synthetische H2 Gemische. Es gibt aus heutiger Sicht keinen Hinweis darauf dass Wasserstoff ein Problem werden könnte.

 

8.     Was sind bevorzugte H2 Quellen ?

Das Verfahren kann zur Umsetzung von elektrolytisch hergestelltem Wasserstoff im Rahmen des „übergeordneten“ Power to Gas Konzepts eingesetzt werden. In dem Fall werden hohe H2 Reinheiten von > 99 vol. % Wasserstoff erzielt und perfekt umgesetzt.

Als H2 Quellen eignen sich auch überschüssige, industrielle Wasserstoffquellen in Gemischen wie z.B. im Koksgas / Syngas. Die Erfahrung zeigt dass hier je nach Branche eine Reihe weiterer Komponenten enthalten sind, sodass eine klare Aussage über die Tauglichkeit des Gases erst nach Probenahme und Vermessung gemacht werden kann.

Bisherige Erfahrungen zeigen dass auch hier der Großteil der Gemische für den mikrobiellen Prozess geeignet ist.

Beim Wasserstoff gibt es daher keine explizite Bevorzugung. Aus technischer Sicht können fast alle reinen und verunreinigten Wasserstoffquellen umgesetzt werden. Aus ökonomischer Sicht ist es am sinnvollsten wenn der Anteil der schwer abtrennbaren Komponenten niedrig ist.

 

9.     Wie hoch ist der Wirkungsgrad ?

Der biologische Prozess wurde bewusst gegenüber dem chemischen Analogon („Sabatier“ Prozess bzw. Hydrogenierung von CO2) bevorzugt. Biologische Prozesses sind im Vergleich zu chemischen „milder“ (weniger Temperatur- / Kompressionseintrag), wodurch der Wirkungsgrad massiv entlastet wird.

Unsere Berechnungen in diversen Studien zeigen, dass der chemische Wirkungsgrad dem Idealwert von 83 % („die von Wasserstoff auf Kohlenstoff übertragene Energie“) nahe kommt.

 

10.     Ist das Verfahren serienreif ?

Das Verfahren befindet sich seit 4 Jahren im erprobten Semipilotmaßstab, welcher pro Stunde bis zu 200 L Methan erzeugt.

Wir planen noch dieses Jahr den Übergang zu größeren Volumina, die bis zu 10 m3 Erdgasherstellung pro Stunde ermöglichen. Dies entspräche ca. 200 kW Stromspeicherung wenn man das Verfahren aus „Power to Gas“ Perspektive sieht.

 

11.  Wann wird das Verfahren serienreif ?

Serienreife hängt stark von der Zielanwendung ab. Während wir 2011, 2012 einen großen Bedarf aus etablierten Industriezweigen und Großunternehmen sahen, beobachten wir seit 2013 eine verstärkte Nachfrage von Kommunen, wo kleinere Applikationen im Fokus liegen. Wir wissen heute noch nicht ob die serienreife Endanwendung im Multi MW oder im kW / < 1 MW Maßstab liegen wird.

Trifft Fall 2 zu, so ist Serienreife 2016 realistisch, da die genannten Pilotanlagen bereits semikommerziellen Charakter haben werden.

 

12.  Wie hoch sind die Kosten ?

Die Kosten gliedern sich in 2 Segmente:

Segment 1: Kapitalinvestionskosten (= Anlagenkosten, „CAPEX“)

Segment 2: operative Kosten (= Betriebskosten, „OPEX“)

Unser „CAPEX“ Kostenziel liegt bei 250 EUR/kW installierter Stromleistung für den biologischen Baustein (Krajete® Prozess). Unser „OPEX“ Kostenziel liegt bei 10 EUR/kW installierter Stromleistung.

 

13.  Sind die Mikroben giftig ?

Nein. Unsere Mikroben entstammen einem natürlichen Milieu (Kläranlage), und sie sind weder gezüchtet noch genetisch manipuliert. Wir verwenden einen natürlichen Stamm aus einem natürlichen Milieu, dem ein natürlich, verfahrenstechnisch etabliertes Ingenieurskonzept Umfeld gegeben wird.

 

14.  Was passiert mit der Biomasse ?

Wir haben keine klassische Biomasse, die herkömmlich als Substrat zur Gewinnung des Treibstoffs dient. Wir verwenden die lebende Biomasse vielmehr als „Biokatalysator“. Dies erklärt weswegen bei uns vergleichsweise wenig Abfall Biomasse entsteht.

Es gibt die Möglichkeit die im Prozess entstehende Biomasse (= Mikroben, Archaea) zu entsorgen bzw. wieder zu verwerten.

Möchte man sie klassisch entsorgen so genügt ein geringer Luftkontakt zur „Deaktivierung“ der Biomasse, die somit eine Abfallkomponente darstellt, die genau in dieser Form der Kläranlage entnommen wurde.

Möchte man die Biomasse wieder verwerten, so sind Anwendungen in der Biogasanlage bzw. als Dünger möglich, womit weitere Synergien und Wertschöpfung ermöglicht werden.

 

15.  Was braucht der Prozess um Erdgas zu erzeugen ?

Der Prozess ist genügsam und braucht erstaunlich wenig:

  1. Mikroben
  2. Nährmedien
  3. Temperatur, Redox, pH Wert
  4. einen Bioreaktor mit der entsprechenden Peripherie
  5. eine Prozesssteuerung, die einen hohen Automatisierungsgrad erlaubt
  6. technisches Knowhow in der Prozessführung, sodass die Stärken „intermittenztaugliches Verhalten“ und „Selektivität“ sowie hohe Umsätze erzielt werden können

  

16.  Was ist in den Nährmedien enthalten ?

Die Nährmedien enthalten weitgehend Stoffe mit Düngemittel ähnlichem Charakter. Sie sind damit einfach, billig, großtechnisch vorhanden und nur moderaten Preisfluktuationen ausgesetzt. Es gibt keine Versorgungsengpässe und auch keine Abhängigkeiten wie bei „Seltenen Erden“.

 

17.  Wieso gibt es noch nicht größere Anlagen obwohl Sie an der Thematik seit 2007 arbeiten ?

Das Verfahren steht und fällt mit dem Strompreis, der die Wirtschaftlichkeit der Anlage bestimmt. Das Verfahren benötigt billigen Strom und hohe Erdgaspreise.

Größere Anlagen werden an der Wirtschaftlichkeit gemessen zumal Anlagenkosten als Investitionskosten gesehen werden, die sich über das Produkt „Methan“ amortisieren müssen.

Die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens steigt überproportional stark über das Konzept „Speicherung von Überschussstrom“.  Gerade für diesen Anwendungsfall ist unser Prozess prädestiniert (siehe Antworten zu Frage 1).

 

18.  Wer sind Ihre Kunden ?

Unsere Kunden kommen aus den verschiedensten Industriezweigen. Die Zusammenarbeit entstammt dem Bedarf Strom zu speichern oder aus dem Bedarf CO2 aktiv umzusetzen.

Kunden sind Firmen aus den Segmenten:

  1. Automobil (international)
  2. Stromversorgung (international)
  3. Maschinenbau (national, international)
  4. Engineering (national)
  5. Stahl (international)
  6. Biogasanlagenbetreiber (national)
  7. Energieversorger auf Kommunalebene (national)
  8. Kommunen (national)

  

19.  Seit wann arbeiten Sie daran ?

Wir arbeiten am Verfahren konzeptionell seit 2007 und operativ seit Ende 2009 (also 4 Jahre).

 

20.  Zielen Sie auf Multi MW oder auf kW / < 1 MW Lösungen ?

Wie unter Punkt 11 erwähnt, ist aus heutiger Sicht nicht klar ob unsere Serienlösung im Multi MW oder im kW / < 1 MW kommerzialisiert wird. Der logische nächste Schritt liegt im < 1 MW Bereich. Danach wird man sehen ob Multi MW Lösungen über eine Vergrößerung des Maßstabs (= Risikoelement) oder eine „Batterie“-Lösung (mehrere < 1 MW Systeme, risikominimiert) erfolgen wird.

Momentan entstehen beide Märkte gleichzeitig, und wir bemühen uns natürlich die Erwartungen in beiden Anwendungssegmenten zu erfüllen.