Biogas – Biomethan

Biogas ist eine Mischung aus Biomethan, Schwefelwasserstoff oder Kohlendioxid und entsteht beim Zerfallsprozess organischen Materials unter Ausschluss von Sauerstoff. Der Methan-Anteil (CH₄) beträgt in einer modernen Biogasanlage in der Regel etwa drei Viertel. Als Grundmaterial für den Prozess werden Gülle aus der Landwirtschaft und Energiepflanzen bzw. deren organische Reste eingesetzt, etwa leere Getreidehülsen und -halme. Biogas kann auch aus Abfallstoffen, wie dem Inhalt der grünen Tonne erzeugt werden.

Biomethan wird in hochtechnologischen Aufbereitungsanlagen aus dem Biogas gewonnen. Bei der Aufbereitung wird das Ausgangsprodukt gereinigt, getrocknet, entschwefelt – und ihm wird Kohlendioxid entzogen. Dadurch steigt der Methananteil des verbleibenden Gemisches. Als Endprodukt entsteht Biomethan, das auch als Bioerdgas (englisch auch Synthetic Natural Gas) bezeichnet wird. Das resultierende Biomethan wird konditioniert (Brennwertanpassung mittels LPG (Flüssiggas) wie Propan und Butan oder Luft) und nachfolgend zur Einspeisung in das Erdgasnetz oder zur Bereitstellung als Biokraftstoff verdichtet.

Je nach Ausgangsmaterialien enthält Biogas schwankende Gehalte an Schwefelwasserstoff – durchschnittlich etwa 500 Milligramm pro Kubikmeter. Dieser muss wegen seiner Giftigkeit, seines Geruches und vor allem wegen der korrosiven Wirkung der Schwefelverbindungen auf Fermenter und Generator abgetrennt werden. Auch würden ohne eine Entschwefelung aufgrund der Inaktivierung des Abgaskatalysators die Grenzwerte für Abgasemissionen überschritten werden.

Anwendung findet Biomethan für die Produktion von Elektrizität und Wärme in Blockheizkraftwerken (BHKW) oder als Treibstoff für Fahrzeuge. In der geschilderten Form der Aufbereitung lässt sich Biomethan direkt in das Erdgasnetz einspeisen, wodurch es diesen etablierten Brennstoff ökologisch ersetzen kann.

Aus Sicherheitsgründen wird das Gas odoriert, damit das durchsichtige und geruchlose Gas über den Geruchssinn detektiert werden kann.

Biogas – Entwicklung Bestandsanlagen

[note 2015 wurden in Deutschland ca. 8.000 Biogasanlagen mit einer installierten elektrischen Leistung von mehr als 4,1 GW betrieben. Die durchschnittliche Anlagenleistung entwickelte sich von etwa 60 kW_el im Jahr 1999 über 125 kWel (2004) auf mehr als 440 kW_el in 2014. Die Stromerzeugung aus Biogas lag 2014 bei etwa 29,0 Mrd. kWh.]

Mögliche Aufbereitungsschritte (nach Wikipedia)

Entschwefelungda Schwefelwasserstoff zu Korrosion führen würde
- Grobentschwefelung
  - Biologisch mit schwefeloxidierenden Mikroorganismen
  - Chemisch mit Fällmitteln wie Eisenoxid, die S binden
- Feinentschwefelung durch Adsorption an Aktivkohle oder Zinkoxid
Gastrocknunggegen Korrosion durch Verdichtung und/oder Kühlung
- Adsorption Bindung von Wasser an Kieselgele oder Aluminiumoxid
- Kondensation durch Kühlung
CO₂-Abtrennung drucklose Aminwäsche, Druckwasserwäsche, Druckwechseladsorption oder Membrantechnik
Konditionierung Anpassung des Brennwertes über Gaszusammensetzung
Odorierung damit austretendes Gas über den Geruch erkannt wird
Verdichtung auf Leitungsdruck

->Quellen: