BioMethan Gasauf­bereitung

Zukunftsfähige Ressourcenwirtschaft

In Zeiten von Energiewende und Dekarbonisierung spielen die umfassende, zuverlässige Versorgung mit erneuerbarer Energie und die Produktion von regenerativem Treibstoff (bio-LNG, bio-CNG) eine zentrale Rolle. Als integrierte Komplettlösung in Kombination mit einer Kompogas®-Anlage oder als Einzelmodul vervollständigt die BioMethan-Gasaufbereitungstechnologie von HZI die Produktpalette, in der aus Abfall und Biomasse aller Art Energie erzeugt wird. So entsteht auf Basis biogener Rohgase im Aufbereitungsprozess hochreines Biomethan als vielseitig nutzbarer Energieträger.

Aus dem Nebenprodukt CO2 lassen sich weitere Erträge in Form von gasförmigem, verflüssigtem oder festem CO2-Produktgas für den industriellen Gebrauch generieren. Es findet unter anderem Anwendung in der Pflanzenzucht, als Lösch- oder Kältemittel oder als Rohstoff in der chemischen Industrie.

Damit leistet die BioMethan-Technologie von HZI einen wichtigen und direkten Beitrag zum Ausbau erneuerbarer Energien, zur Abkehr von fossilen Treibstoffen sowie zur Dekarbonisierung unserer Gesellschaft.

Vorteile der BioMethan-Technologie

Zur Gasaufbereitung eignen sich Rohgase aus den unterschiedlichsten Quellen wie z. B. der Vergärung kommunaler Grünabfälle, von Bioabfall aus Haushalten oder Biomasse aus der Landwirtschaft. Auch Klär- und Deponiegase lassen sich in Energie umwandeln. Damit wird die Wertschöpfungskette der jeweiligen Anlage erweitert und die Kreislaufwirtschaft gefördert.

Abhängig von der Zusammensetzung des Rohgases erfolgt eine Vorbehandlung. Anschliessend wird im Hauptprozess das im Gasstrom enthaltene CO2 vom Methan abgetrennt und das so erzeugte Biomethan auf die geforderten Qualitätsparameter konditioniert. Je nach Anforderungen und Rahmenbedingungen bietet HZI für diese Trennung zwei Prozesse: die Aminwäsche oder die Membrantechnologie. Beide Verfahren garantieren höchste Qualität und maximale Methanreinheit.

Biomethan kann vielseitig eingesetzt werden: zur Strom- und Wärmeerzeugung sowie als komprimierter oder flüssiger Biotreibstoff. Dank seiner Erdgasqualität ist es in der vorhandenen Gasnetzinfrastruktur transportier- und speicherbar. Anders als fossile Energieträger ist Biomethan dauerhaft verfügbar und kann kalkulierbar produziert werden.

Die modulare Containerbauweise ermöglicht eine Kopplung mehrerer Einheiten. Das erlaubt eine flexible Gestaltung der Anlagegrössen für ein Gasaufbereitungsvolumen zwischen 100 m3/h bis ca. 2.000 Nm3/h oder grösser.

Technologie und Services

An Standorten mit günstigen und stabilen Strombezugskosten, schwankenden Rohgasmengen sowie der Forderung nach hohem Übergabedruck präsentiert sich die Membrantechnologie als optimale Lösung mit einem Gasaufbereitungsvolumen ab 100 Nm3/h.

In einem ersten Schritt wird das Rohgas vorbehandelt und auf Betriebsdruck verdichtet. Nach Trocknung, Erwärmung und Feinreinigung wird das Gas in die Membranmodule eingeleitet. Die Abscheidung des CO2 vom Methan erfolgt durch eine selektive Gaspermeation. Das CO2 permeiert im Vergleich zum Methan schneller durch die Oberfläche der Membranen. Das Methan wird in diesen zurückgehalten und als Produktgas von den Modulen abgezogen.

Als hocheffiziente Plug-and-Play-Lösung benötigt diese Verfahrenstechnik keine zusätzlichen Betriebsstoffe wie z. B. Wasser oder Wärme.

Das chemische Verfahren eignet sich für Standorte mit vorhandener Wärmequelle, hohen Produktgasanforderungen und einem niedrigen Übergabedruck aus der Gasaufbereitungsanlage an die Einspeisestation. Bei Anforderungen für höheren Druck an Standorten ausserhalb Deutschlands ist eine entsprechende Druckerhöhung problemlos möglich.

Nach der Vorbehandlung durchströmt das Rohgas die mit Füllkörpern bestückte Waschkolonne. Darin wird eine Aminlösung im Gegenstrom zum Gas verrieselt, die das CO2 absorbiert. Im Anschluss wird das Biomethan mit einer Reinheit von bis zu 99.9 % am Kopf der Kolonne abgezogen. Die beladene Aminwaschlösung wird einem Regenationsprozess zugeführt und kann erneut im Prozess eingesetzt werden.

Das Verfahren ist überdurchschnittlich robust gegenüber Verunreinigungen im Biogasstrom und zeichnet sich wie die Membrantechnologie durch eine hohe Anlageverfügbarkeit aus.

Advanced Contaminant Removal

Abhängig von der Abfall- bzw. Biomassekomposition kann Biogas Verunreinigungen wie flüchtige organische Verbindungen (VOC; dazu gehören Terpene, Ketone und Siloxane) aufweisen. Erhöhte Konzentrationen können die Anlagentechnik und damit auch die Leistung beeinträchtigen. Dies gilt insbesondere für Membrananlagen. Das innovative Vorreinigungskonzept von HZI zeichnet sich durch gleichbleibend niedrige Betriebskosten bei hohen VOC-Werten aus und eignet sich als Add-on für Membrananlagen oder als Nachrüstung einer Bestandsanlage.

Als Alternative zu fossilen Treibstoffen spielt Biomethan eine tragende Rolle: Es kann als komprimiertes Bioerdgas (bio-CNG) oder verflüssigt als bio-LNG zum Einsatz kommen. Das Add-on aus dem Hause HZI bietet vielfältige Möglichkeiten für klimabewusste Kraftstoffkonzepte. So lässt es sich am Ort der Erzeugung beispielsweise als bio-CNG-Tankstelle eines Landwirts nutzen. Oder aber es kann verflüssigt zu einer LNG-Tankstelle für LKW verbracht werden – eine besonders interessante Perspektive für erneuerbare Energien im Verkehrssektor.

Nassvergärung und Gasaufbereitung für landwirtschaftliche Diversifizierung

Die eigene Nassvergärungstechnologie mit nachgelagerter Gasaufbereitung bietet Agrarbetrieben einen zusätzlichen Wirtschaftszweig: Die Erzeugung von Biogas bzw. Biomethan durch die Verwertung pflanzlicher Stoffe oder Jauche. HZI bietet Lösungen aus einer Hand ab 250 Nm³/h Rohbiogas.

Ob NawaRo in Deutschland, CIVE in Frankreich oder Hähnchenmist, Gülle und Glyzerin in Dänemark – je nach Kunde und regionalen Rahmenbedingungen können unterschiedlichste Stoffe in der Nassvergärung zum Einsatz kommen. Auch Lebensmittelabfälle eignen sich für die energetische Verwertung. Das erzeugte Biogas wird anschliessend mittels Aminwäsche oder Membrantechnologie zu hochreinem Biomethan aufbereitet. Es kann ins Gasnetz eingespeist oder in flüssiger Form anderweitig verwendet werden.

Das Anlagendesign ist grosszügig dimensioniert. Das ist besonders bei heterogenen Substraten wichtig und sorgt für eine robuste Prozessbiologie und höhere Gaserträge. Zudem verhindert es die Bildung von Sink- und Schwimmschichten; das begünstigt die Energieeffizienz. Ebenfalls von Vorteil: das Gesamtanlagenkonzept aus einer Hand mit entsprechendem Schnittstellen-Know-how.

Der Unterhalt und die professionelle Wartung der Anlagen werden durch die bedarfsgerechten Service-Pakete oder den remote Onlinesupport sichergestellt. Die Nähe zu den Kunden garantiert schnelle Reaktionszeiten durch erfahrene Experten.