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Aktualisiert am 15 Mai 2024

Biomethan

Erneuerbares Erdgas, manchmal auch als Biomethan bezeichnet, ist ein brennbares Gas, das hauptsächlich zur Energieerzeugung verwendet wird. Es hat typischerweise ähnliche Eigenschaften wie fossiles Erdgas, insbesondere eine Methankonzentration von mindestens 90 %. Der entscheidende Unterschied bei der Energiewende liegt in der Herkunft des im Gas vorhandenen Kohlenstoffs. Der Kohlenstoff in erneuerbarem Methan stammt aus pflanzlichen Quellen und nicht aus fossilen Reserven.

Technischer Hintergrund und Wirtschaftlichkeit #

Aufbereitetes erneuerbares Biogas kann uneingeschränkt in der bestehenden Erdgasinfrastruktur eingesetzt werden. Es ist auch nicht erforderlich, Geräte auszutauschen oder die Infrastruktur zu ändern. Darüber hinaus ist es treibhausgasneutral. Bisher ist es kaum möglich, erneuerbares Methan zu Preisen zu produzieren, die mit Erdgas konkurrieren können. Dies hat zur Abschaltung bestimmter technisch operativer Anlagen geführt, wie z. B. der GoBiGas-Anlage in Schweden. Die Wettbewerbsfähigkeit von Biomethan hängt letztlich auch von den Abgaben ab, die auf fossiles Erdgas erhoben werden, und von dessen Verfügbarkeit. Die Preisparität kann zu einem gewissen Punkt schließlich erreicht werden, sobald die Erdgasreserven gesunken sind und die Abgaben auf Treibhausgasemissionen höher werden.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, das Gas zu produzieren. Ein häufig verwendeter Ansatz ist die Nutzung der unterirdischen anaeroben Vergärung auf Deponien, indem das erzeugte Biogas unter der Oberfläche gesammelt wird. Erneuerbares Biomethan kann auch aus Biomasse (Bioabfall, Pflanzen zur Energieerzeugung, Holz usw.) in anaeroben Fermentern oder Vergasungsanlagen hergestellt werden. Schließlich kann das Gas synthetisch mit grünem Wasserstoff hergestellt werden.

In einer defossilisierten Zukunftsindustrie müssen alle Methanquellen erneuerbar sein. Mit anderen Worten, das fossile Methan muss durch nicht-fossiles kohlenstoffneutrales Methan wie Biogas ersetzt werden. Die Menge an Methan, die mit Biomasse hergestellt werden kann, ist jedoch begrenzt. Als Beispiel dient die Produktion mit Mais, einem besonders wertvollen Ausgangsprodukt für die Biomethanproduktion. Eine Tonne Maiskolbenmischung erzeugt etwa 105 Nm3 Methan, d.h. 69 kg. Andere Basisprodukte liefern in der Regel deutlich weniger. Da die Biomasseproduktion für Kraftstoffe mit der Biomasseproduktion für den menschlichen Verzehr konkurriert und eine erhöhte Landnutzung impliziert, ist es offensichtlich, dass die Versorgung bei einem gewissen Absatzvolumen zur Herausforderung werden wird.

Verdoppelung der Produktion #

Das Gas, das aus einer anaerobigen Fermenteranlage kommt, besteht typischerweise aus bis zur Hälfte Kohlendioxid, während der Rest Methan ist. Wenn grüner Wasserstoff verfügbar ist, der mit erneuerbarem Strom erzeugt wird, kann er innerhalb eines Sabatier-Prozesses verwendet werden, um das überschüssige Kohlendioxid in zusätzliches Methan umzuwandeln. Dadurch verdoppelt sich der Methanausstoß der Anlage. Mit einfachen Worten, die Menge des Biomasseeintrags bleibt gleich und der Ausstoß von kohlenstoffneutralem Methan wird verdoppelt.

Zusammen mit seinen Partnern EPFL und Gaznat hat GRZ einen neuartigen katalytischen Methanisierungsreaktor hochskaliert, der diesen Prozess umsetzt. Es arbeitet bei einer Durchschnittstemperatur von etwa 250 °C und einem Druck von etwa 10 bar. Im Jahr 2021 wurde eine erste Anlage in einem industriellen Umfeld in Sion in Betrieb genommen. Anschließend wurde die Technologie hochskaliert und mit einem 0,5 MW e-Elektrolyseur gekoppelt. Diese Anlage im industriellen Maßstab wurde im Sommer 2023 im Werk von Gaznat in Aigle eingeweiht und ist auf dem untenstehenen Bild zu sehen:

Der UPSOM-Reaktor und der DASH-Speicher von GRZ zusammen mit einem Elektrolyseur im Greengas-Projekt in Aigle produzieren erneuerbares Erdgas

Weitere Informationen zum UPSOM-Reaktor, der derzeit ausgerollt wird, finden Sie auf der Produktseite.

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