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01-02 | 2019

Energie Dezentrale

Energie Dezentrale Versorgung mit CNG Bild: WEH GmbH CNG-Antriebe - im Bild eine Tankstelle - emittieren kaum Stickoxide oder Feinstaub und produzieren bis zu 95 Prozent weniger CO 2 als Benziner. Die Größe spielt keine Rolle: Neue, modulare Membrantechnologie macht auch kleine Biogas-Aufbereitungsanlagen wirtschaftlich. Das ist insbesondere vor dem Hintergrund der aktuellen Diskussionen um CO 2 - und Schadstoffemissionen aus Verbrennungsmotoren spannend. Der Erdgasantrieb führte in den vergangenen Jahren eher ein Schattendasein, wird aber zunehmend interessanter. Er ist bewährt, produziert deutlich weniger Schadstoffe als andere Verbrennungsmotoren und der genutzte Treibstoff hat – anders als Autogas – tatsächlich grünes Potenzial: Erneuerbares Methangas (CH 4 ) aus Biomasse könnte fossile Energieträger sukzessive ersetzen. Eine nachhaltige CH 4 -Produktion ist beispielsweise über die dezentrale Herstellung aus agrarwirtschaftlichen Abfallstoffen, kommunalen Reststoffen oder Klärgasen umsetzbar. Bislang war das jedoch nur eingeschränkt möglich, da es kein Verfahren gab, mit dem auch kleine Biogas-Aufbereitungsanlagen kosteneffizient betrieben werden konnten. Eine neue Membrantechnologie könnte dies jedoch grundlegend ändern: Der renommierte Schweizer Anlagenbauer Apex AG nutzt für seine Systeme die modulare SEPURAN Green-Technologie von Evonik, deren Effizienz von der Anlagengröße unabhängig ist. In der Abwasserreinigungsanlage Schönenwerd, die aus rund 20 Nm3/h Rohgas 12 Nm3/h Biomethan erzeugt, ist diese Lösung bereits seit 2016 erfolgreich im Einsatz. Kommen Erdgas-Fahrzeuge verstärkt in den Markt? Insgesamt 3.723 CNG-betriebene Fahrzeuge wurden laut Kraftfahrt-Bundesamt 2017 in Deutschland neu zugelassen. Im Vergleich zu fast 2 Mio. Benzinern oder 84.675 PKW mit Hybridantrieb ist dies eine verschwindend geringe Zahl, gemessen am Vorjahr aber immerhin ein Anstieg bei den Neuzulassungen um 14,9 Prozent. An der Erdgas- Technologie scheiden sich gerade die Geister: Während sich Daimler nach einem Bericht der Süddeutschen Zeitung vom Juli letzten Jahres im PKW-Segment aus dem Markt verabschiedet, hat der VW-Konzern den Treibstoff nach der Dieselaffäre wieder für sich entdeckt. „Ich halte die Prognose des Aktionsbündnisses Erdgas-Mobilität für realistisch, dass sich die CNG-Flotte in Deutschland bis 2025 auf eine Million 38 UmweltMagazin Januar - Februar 2019

Energie Fahrzeuge verzehnfachen wird“, äußert sich beispielsweise Frank Jürgens, Geschäftsführer von Skoda Deutschland, auf der IAA im September 2017 gegenüber dem Fachmagazin kfz-betrieb. Tatsächlich hat die Technologie großes Potenzial: Erdgas-Antriebe emittieren beispielsweise kaum Stickoxide oder Feinstaub und produzieren bis zu 25 Prozent weniger CO 2 als Benziner. Damit schneiden die CNG-Mobile selbst gegenüber Elektroautos gut ab, denn diese sind nur so umweltfreundlich wie der zu ihrem Antrieb genutzte Strom, der derzeit zu großen Teilen aus Kohle gewonnen wird. Und im Gegensatz zum alternativen flüssigen LPG – dieses besteht aus Propan und Butan, Nebenprodukten der Erdölförderung und -raffinierung – handelt es sich bei CNG um Methan, das völlig klimaneutral aus Biomasse gewonnen werden kann. Bisherige Aufbereitungstechnologien schränken Wirtschaftlichkeit dezentraler CH4-Produktion ein Die Voraussetzungen für eine Versorgung mit Biomethan sind im DACH-Bereich verhältnismäßig günstig: Allein in Deutschland gibt es 9.000 Biogasanlagen, von denen 99 Prozent derzeit noch ausschließlich Strom und Wärme produzieren. „Vor allem im Sommer kann die Abwärme meist nur ungenügend genutzt werden. Hinzu kommt, dass elektrischer Strom – außer in Pumpspeicherkraftwerken – nicht speicherbar ist“, so Ueli Oester, Geschäftsführer der Apex AG. „Die Biogas-Aufbereitung kann diese Nachteile weitgehend aufheben, da Biomethan sowohl direkt zur Betankung genutzt, als auch ins Erdgasnetz eingespeist werden kann. Gleichzeitig entsteht bei der Produktion nur wenig Abwärme.“ Zudem gibt es derzeit noch viele ungenutzte Biogasquellen, die erschlossen werden könnten: Nicht nur zum Teil eigens für Biogasanlagen angebaute Substrate wie Mais, auch agrarwirtschaftliche Abfallstoffe und Klärgase sind geeignet. Sie fallen häufig dezentral und in vergleichsweise kleinen Mengen an. „In der Schweiz beispielsweise gibt es viele kleine Klärwerke mit relativ geringen Klärgasmengen, Im Einsatz ist die Sepuran-Green-Technologie in der Abwasserreinigungsanlage Schönenwerd bei Aarau. Dort ist eine BlueBONSAI-Anlage der Apex AG verbaut, die aus rund 20 Nm³/h Rohgas 12 Nm³/h Biomethan erzeugt und auf den notwendigen Speicherdruck von 300 bar für die Fahrzeugbetankung verdichtet. Die Schlüsselkomponenten der Aufbereitungsanlage sind in einem zweigeteilten Container untergebracht. Der größere Raum beherbergt die Gastechnik. Im kleineren Bereich befinden sich Steuerung und Kaltwassersatz. an deren Aufbereitung die schweizerischen Erdgas-Versorgungsunternehmen sehr interessiert sind“, so Oester. Das gesamte Potential alleine bei den Eidgenossen liegt bei ein paar hundert Anlagen für die Aufbereitung von Klärgas aus Abwasserreinigungsanlagen und für landwirtschaftliches Biogas. Gängige Methoden nur für große Anlagen Doch es gab lange ein Problem: Alle herkömmlichen Technologien für die kommerzielle Aufbereitung von Rohgas (ein Gemisch mit den Hauptkomponenten CH 4 und CO 2 ) zu Biomethan eignen sich eher für große Anlagen. „Gängige Abtrennungsmethoden wie Druckwasserwäsche, Druckwechseladsorption oder Aminwäsche benötigen relativ viel Energie, Hilfsmittel und -chemikalien“, erläutert Volker Wehber, Director SEPURAN Green bei Evonik. „Es werden Abfälle und Abwasser erzeugt, die aufbereitet und entsorgt werden müssen.“ Zudem steht das Biomethan nach der Aufbereitung meist unter geringem Druck. Für die Einspeisung in ein Mitteldrucknetz beispielsweise muss es mithilfe eines zusätzlichen Kompressors auf Drücke von 15 bis 20 bar verdichtet werden. Daher arbeiten Bild: Apex AG Bild: Apex AG UmweltMagazin Januar - Februar 2019 39

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