BioTecH2 is het antwoord op de uitdagingen van een duurzame energie- en grondstoffenvoorziening en ondersteunt de realisatie van een waterstofeconomie. Concreet produceert het project biowaterstof uit biogene residustromen en afvalwater. Dit proces wordt donkere gisting genoemd.
Donkere gisting (productie van biowaterstof): het proces beschrijft de fermentatieve, anaërobe omzetting van organisch substraat in biowaterstof. Het is een complex proces dat zich manifesteert bij verschillende groepen bacteriën. Deze micro-organismen vormen een reeks biochemische reacties in drie processtappen. Dit proces is vergelijkbaar met dat van de biogasproductie, dat echter verschilt door een extra vierde processtap. Aangezien in de laatste stap waterstof wordt verbruikt en methaan wordt geproduceerd, is dit niet wenselijk voor donkere gisting. Door in te grijpen in het proces en de procesomstandigheden worden de reacties dus zodanig gemanipuleerd dat er geen biogasvormende reacties plaatsvinden. Bovendien verschilt donkere gisting van fotogisting doordat zij plaatsvindt zonder de aanwezigheid van licht.
De productie van biowaterstof is momenteel de meest ecologische en duurzame manier om waterstof te produceren. Het proces gebruikt alleen hernieuwbare biomassa en residuen voor de productie van waterstof en kan worden aangedreven door restwarmte (37-55 °C). Industriële processen voor de productie van waterstof, zoals elektrolyse bij hoge temperatuur of steamreforming, zijn daarentegen zeer energie-intensief, werken bij temperaturen tot 1.700 °C en drukken tot 300 bar, en gebruiken bijna uitsluitend fossiele brandstoffen. Het project biedt daarom de mogelijkheid om in de toekomst een regeneratief en duurzaam productietraject aan de waterstofeconomie toe te voegen.
Waterstof wordt in de industrie op de volgende manieren gebruikt:
- Productie van biobrandstoffen (bio-ethanol) of rechtstreeks in brandstofcelvoertuigen.
- Hernieuwbaar aardgas geproduceerd uit CO2 door middel van biogene methanisering
- Voor levering op korte termijn in H2 en aardgasopslag
- Productie van bio-ammoniak en bio-methanol
- Directe voeding van het aardgasnet
- Rechtstreekse omzetting in elektriciteit in warmtekrachtcentrales
Het biowaterstofproces maakt het mogelijk waterstof te leveren voor elk van deze gebruikspaden. Het proces zorgt voor flexibiliteit en diversiteit en maakt het mogelijk de sectoren van de energie-industrie – elektriciteit, warmte en mobiliteit – in een netwerk onder te brengen. In het kader van de sectorale koppeling wordt gebruik gemaakt van synergie-effecten en wordt de onafhankelijkheid van fossiele brandstoffen en grondstoffen gewaarborgd. Door de mogelijkheid reststoffen te gebruiken, kunnen energie- en materiaalkringlopen worden gesloten, waardoor de technologie ideaal kan worden geïntegreerd in het concept van de Circulaire Economie.
Het einddoel van het project is het proces verder te ontwikkelen zodat de ontwerpgegevens voor een grootschalige toepassing van het proces kunnen worden verzameld.