Ein interessanter Zukunftszweig der gasförmigen Bioenergie liegt in der Biogas-Aufbereitung und der anschließenden Einspeisung des Biomethans in das über Jahrzehnte gewachsene Erdgasnetz. Betreiber von Biogasanlagen und Planer von Biogasprojekten sind auf der Suche nach Konzepten um diesen neuen Vertriebsweg für die Bioenergie wirtschaftlich zu gestalten und einen weiteren Beitrag zur Energiewende und zum Klimaschutz zu leisten. Was haben sich die Ingenieure für die Integration von Biomethan einfallen lassen? Der Artikel stellt 3 interessante Konzepte zur effizienten Herstellung von Biomethan vor, die in ihrer Herangehensweise sehr unterschiedlich sind.
Biomethan oder Bioerdgas eröffnet Betreibern von Biogasanlagen neue Vertriebswege und ergänzt die klassische Einspeisung von aus Biogas erzeugtem Ökostrom um die Möglichkeit der direkten Einspeisung von produziertem Ökogas.
1. Umwandlung von Stroh zu Biomethan durch die Verbio AG
Eines der strahlenden Beispiele für die ökonomisch und ökologisch nachhaltige Herstellung von Biomethan ist das innovative Verfahren der Verbio AG.
Bei der am 16.3.2012 eingeweihten Strohverarbeitungsanlage in Zörbig handelt es sich um die erste Anlage weltweit, die Biomethan aus dem landwirtschaftlichen Restprodukt Stroh erzeugen kann.
Mit diesem Maßstäbe setzenden Verfahren umgeht das Unternehmen nicht nur die kritische Bioenergie-Debatte rund um Tank-oder-Teller, sondern kann sich auch in Bezug auf drohende Konsequenzen durch das Thema ILUC entspannt zurücklehnen.
Ein Meisterstück mit dem uns der aktuell innovativste Hersteller von Biogas UND Biokraftstoffen in Deutschland erfreut. Biokraftstoffe der nächsten Generation „Made in Germany“ sind nach der Insolvenz von Choren also nicht komplett verschwunden, sondern bewältigen unter der Bezeichnung verbiogas sogar den erfolgreichen Marktzugang.
Das Potential zur Herstellung von Biomethan aus Stroh ist sehr vielversprechend, wie die zugehörige Pressemitteilung der Verbio AG andeutet.
2. Biomethanerzeugung kombiniert Abwasseraufbereitung, Algenfarm und Biodieselherstellung
Das spanische Wasseraufbereitungsunternehmen Aqualia baut aktuell eine innovative Pilotanlage zur Gewinnung von Biomethan in Chiclana in Nordspanien.
Auch bei diesem Konzept werden die Nutzung von Abfallstoffen und die Herstellung von Bioenergie miteinander kombiniert. Durch die parallele Aufbereitung von anfallendem Abwasser und der Produktion von Biomethan und Biodiesel aus einer zugehörigen Algenfarm kann ein effizienter Prozess realisiert werden.
Das Faszinierende an diesem Biomethan-Konzept ist die Nutzung der im Abwasser enthaltenen Nährstoffe für den Betrieb einer Algenfarm und die Veredelung der gewonnenen Algenbiomasse in Biomethan (1.500 m3/ Jahr) und Biodiesel (500 Liter/ Jahr).
Ziel des aus dem 7. EU-Forschungsrahmenprogramms (FP7) finanzierten „All Gas“ Projekts ist die Unterstützung der europäischen Energieziele bis 2020 und ein weiterer Schritt zur Erhöhung der Unabhängigkeit von Erdölimporten. Dabei werden wie bei dem EU-Algenprojekt EnAlgae mehrere europäische Partner (Deutschland, Großbritannien, den Niederlanden, Österreich, Türkei) zusammenarbeiten.
Über die Zusammensetzung und Entwicklung von Algen-Biozönosen (Lebensgemeinschaften) im Abwasser habe ich bereits meine Diplomarbeit geschrieben und es freut mich, dass Europa in dieses innovative Pilotprojekt zur Algen- und Biomethantechnologie investiert. Dabei ist dieser naheliegende Weg zur Gewinnung von Biomethan nicht neu und wurde in Neuseeland bereits erfolgreich in die praktische Anwendung übertragen.
Über aktuelle Entwicklungen zur stofflichen und energetischen Nutzung von Algen berichtet Mikroalgenexperte und Energie-Blogger Timo Enderle im Algae Observer.
3. Biomethan mit Brennerei-Abfällen und Gülle
Familie Wenning, die Stadtwerke Rhede und E.ON Bioerdgas betreiben am Standort Rhede eine der ältesten großen Biogasanlagen Deutschlands. Diese veredelt ihr produziertes Biogas seit Mitte 2011 auch auf Biomethanqualität und speist es ins Erdgasnetz ein.
In dem folgenden Film stellt Bernd-Josef Wenning das Grundkonzept des Anlagenprinzips vor und es werden die technologischen Verfahrensschritte der Biomethanaufbereitung beschrieben.
Das Effizienzgeheimnis der Biomethananlage in Rhede ist die doppelte Verwertung von Reststoffen. So werden in einem ersten Schritt die Abfälle der Familienbrennerei (Schlempe, Treber) genutzt, um damit die angeschlossene Bullenmast zu ernähren. In einem zweiten Schritt wird die Gülle der Tierhaltung verwendet, um die Biogasanlage mit Substrat zu beschicken. Die produzierte Energie, in Form von Strom und Wärme, wird schließlich zum Betrieb der Brennerei verwendet, wodurch ein geschlossener Kreislauf entsteht.
Damit bietet die Biogasanlage in Rhede ein nachhaltiges Konzept für die gelungene Kaskadennutzung von Biomasse. Die Biomasse wird mit abnehmender Qualität erst stofflich und abschließend energetisch genutzt.
Erfahrung und Kreativität führen zu erfolgreichen Biomethanprojekten
Um die Biomethanziele Deutschlands bis 2020 und 2030 tatsächlich zu erreichen ist neben der weiteren Verbesserung der gesetzlichen Rahmenbedingungen vor allem die Erfahrung und Kreativität der Anlagenhersteller und Projektplaner des Biogassektors gefragt.
An den im Artikel aufgezählten Konzepten kann man erkennen, dass die Gewinnung von Biomethan sehr nachhaltig in andere Produktionswege integriert und hierdurch eine kostengünstige und effiziente Nutzung von Biomasse erreicht werden kann. Die beschriebenen Projekte zeigen außerdem, dass im Bereich der Biomethan-Erzeugung viel Platz für die Nutzung von Synergieeffekten ist. Die Welt des Biomethans braucht technologische Vordenker und existierende Anlagen-Vorbilder!
Der Austausch aller beteiligten Akteure wird hoffentlich dazu führen, dass wir in Zukunft häufiger lesen werden: „Biogasanlagenbetreiber entdeckt erfolgreichen Weg zur Einspeisung von Biomethan!“
Was denken sie über den Hoffnungsträger Biomethan für den weiteren Ausbau der gasförmigen Bioenergie?
Die vorgestellten Konzepte sind wirklich interessant. Danke dafür. In dem Thema ist sowieso noch einige „Luft“ drin…
Algen und Abwasser – eine spannende Geschichte, die auf Basis der notwendigen Kostenreduktion im Upstream (bei energetischer Nutzung der Mikroalge) immer häufiger ins Auge gefasst wird. Ich gehe davon aus, dass wir hier in der Zukunft noch weitere interessante Projekte sehen werden…
Wenn die Kosten entlang der Wertschöpfungskette drastisch gesenkt werden können, kann auch eine Verwertung der Restbiomasse in Form von Biogas Sinn machen.
Die energetische Nutzung von Klärgas (Biogas) aus Abwasseranlagen ist ja in Deutschland keine Seltenheit. Als Marktführer im Bereich der Biogastechnologie werden natürlich auch noch die letzten Synergien erschlossen.
Aber es wäre interessant zu erfahren, ob sich auch die Biokraftstoffhersteller hierzulande eine Zusammenarbeit mit den Algenspezialisten und Betreibern von Kläranlagen vorstellen könnten. Vielleicht gibt es sogar schon erste Projektideen in den Schubladen der Unternehmen?! Europa ist jedenfalls bereit, in die Weiterentwicklung dieses interessanten Konzepts aus Abwasserreinigung-Algenkultivierung-Biokraftstoffherstellung zu investieren und das ist immerhin schon „der schwierige erste Schritt“.
Ron, an dem Thema wird weltweit schon intensiv geforscht. Ich bin mir sicher, dass wir in den kommenden Jahren einige interessante Ansätze sehen werden. Sehr spannend finde ich auch Ideen, Algen mit Reststoffströmen zu füttern die wertvolle organische Verbindungen enthalten (Zucker, Glycerin, etc.). Am Flughafen Amsterdam werden hier Tests zur Verwertung der Enteisungsflüssigkeit untersucht, die Propylen-Glycol enthält. Wir stehen in der Algenbiotechnologie erst ganz am Anfang …!
Algen können bezüglich ihrer Anforderungen wirklich sehr genügsam sein und für jede Wasserqualität gibt es bestimmte Algen die mit dem vorherrschenden Milieu umgehen können. Reststoffströme sind für bestimmte Algenstämme kein Problem. Um aber entsprechende Wachstumsraten und Inhaltsstoffe (Gehalt an Proteinen, Zucker, Fetten) zu erreichen, die für eine wirtschaftliche Algenbiotechnologie benötigt werden, sind Abfallströme auf Grund der geringen Lichtdurchflutung meines Wissens weniger günstig.
Es gilt also einen vernünftigen Mittelweg zu finden, der zwischen wenig produktiven, aber kostenfreien Abfallströmen und hocheffizienten Technolologien zur reinen Algenkultivierung vermittelt.
Ich bitte zu beachten, dass die Anlage in Zörbig keine Monovergärungsanlage von Stroh ist. In Zörbig wird die Schlempe aus der Bioenethanolproduktion und ein geringer Anteil an Stroh zusammen vergoren. Und dies stellt eigentlich Stand der Technik dar. Es gibt ja auch genügend andere Biogasanlage, die NAWAROs mit Mist vergären.
Eine Monostrohvergärungsanlage für Stroh befindet sich derzeit noch in der Planung. Diese Anlage wäre dann etwas Neues ;-)
Danke Daniel für diesen Hinweis. Ein kleiner, aber entscheidender Unterschied wenn es um „echte Innovation“ geht.
Dann bin ich gespannt auf die kommenden Monostrohvergärungsanlagen. Diese müssen dann auf Grund des hohen Cellulose-Anteils von Stroh wahrscheinlich auf eine zusätzliche thermochemische oder biochemische (Enzyme) Vorbehandlung zurückgreifen.
Schöne Grüße nach Jena.