Evonik stellt sich den Herausforderungen der heutigen Energieversorgungssicherheit: Mit der innovativen Membrantechnologie SEPURAN® Green kann aus Biogas, das beispielsweise bei der Abwasserreinigung oder der Aufbereitung von organischen Abfällen entsteht, reines Biomethan gewonnen und als nachwachsender industrieller Baustein für die Herstellung anderer chemisch basierter Stoffe genutzt werden.

Erneuerbare Energien spielen eine Schlüsselrolle bei der Umstellung auf saubere Energien und sind eine der wichtigsten Voraussetzungen für die Begrenzung und Wiederverwendung von Abfällen und die Gewährleistung von Energiesicherheit. Der Anteil der erneuerbaren Energien nimmt stetig zu - nach Angaben der Internationalen Energieagentur hatten sie im Jahr 2021 einen Anteil von 28,7 %, also fast zwei Dritteln, an der Stromerzeugung weltweit. Dennoch ist in diesem Bereich viel Entwicklungsarbeit zu leisten, um einen tragfähigen Mix aus erneuerbaren Energien zu erreichen, der auf Wind, Biogas, Solarenergie und Wasserkraft basiert.

Biogas ist ein Nebenprodukt von verrottenden Stoffen wie Tierdung, organischen Abfällen, bestimmten energiereichen Pflanzen, Abwasser und Klärschlamm und sogar Mülldeponien. Es besteht hauptsächlich aus Methan, der andere Hauptbestandteil von Biogas ist Kohlendioxid. Beide gelten als Treibhausgase und würden als solche die Umwelt schädigen, wenn sie direkt in die Atmosphäre freigesetzt würden. Glücklicherweise ist es möglich, diese Gase aufzufangen und in nutzbares Biomethan umzuwandeln, das als erneuerbarer Rohstoff verwendet werden kann, der in der chemischen Industrie zu anderen Materialien weiterverarbeitet wird.

Die SEPURAN® Green-Membranen von Evonik sind die Schlüsselelemente bei der Aufbereitung von Biogas. Diese Membranen sind in Kanistern untergebracht. Wenn Biogas unter Druck durch die Anlage geleitet wird, bewirkt eine chemische Reaktion die Abtrennung des Kohlendioxids vom Methan. Durch ein patentrechtlich geschütztes dreistufiges Verfahren sind die SEPURAN® Green-Membranen von Evonik in der Lage, Methan und Kohlendioxid mit einem Reinheitsgrad von 99 % vom Rohbiogas zu trennen.

Das so gewonnene Biomethan kann anschließend weiterverarbeitet werden, um es als Substrat für die Herstellung anderer Schlüsselchemikalien, Säuren und Polymere zu verwenden, die für die Herstellung vieler täglicher Konsum- und Industrieprodukte wie Schläuche, Dichtungen und Reinigungsmittel benötigt werden. Da das Biomethan so rein ist, ist es eine ideale Grundlage für die weitere chemische Entwicklung.

Ein Beispiel ist die Verwendung von Biomethan zur Herstellung von Wasserstoff, Kohlenmonoxid oder sogar Synthesegas. Das ist eine Kombination aus beidemund kann als chemischer Rohstoff zur Herstellung von Ammoniak verwendet werden, das wiederum zur Herstellung von Düngemitteln verwendet werden kann. Oder von Methanol, das als Baustein für die Herstellung von Acetaten dienen kann. Darüber hinaus könnte ein Teil des mit SEPURAN® Green-Membranen abgetrennten Biokohlenstoffdioxids in dem Prozess verwendet werden, um die Produktion dieser chemischen Grundstoffe zu steigern.

Der erneuerbare Aspekt des Einsatzes von SEPURAN® Green Membranen von Evonik zur Herstellung von Biomethan trägt auch zum Aufbau einer Kreislaufwirtschaft und zum Szenario "Netto-Null-Emissionen bis 2050" der Internationalen Energieagentur bei.

Die SEPURAN® Green Membran von Evonik wurde speziell für die effiziente Aufbereitung von Biogas zu hochreinem Biomethan entwickelt. Der Markteintritt von Evonik in die Biogasaufbereitung im Jahr 2011 hat den Markt revolutioniert und neue Technologiestandards gesetzt. Die Einführung einer hochselektiven SEPURAN® Green-Membran in Kombination mit einem patentrechtlich geschützten 3-Membranstufen-Verfahren ermöglicht hohe Methanausbeuten und hohe Produktreinheiten bei optimiertem Energieeinsatz.

Zur Abtrennung von CO₂ aus Rohbiogas und dessen Aufbereitung zu Biomethan stehen verschiedene Technologien zur Verfügung. Neben den bekannten Technologien wie der Druckwasserwäsche, der Aminwäsche oder der Druckwechselabsorption hat sich in den letzten Jahren zunehmend die Membrantechnologie etabliert. Dank hocheffizienter und hochselektiver Membranen ist es möglich, in einem kompakten, dreistufigen Prozess CO₂ nahezu vollständig von Methan zu trennen.

Membranen auf Polyimidbasis sind die am häufigsten eingesetzten Membranaufbereitungssysteme. Der Vorteil von Membranaufbereitungsanlagen gegenüber herkömmlichen Technologien liegt u.a. in der Einfachheit des Verfahrens und dem geringen Wartungsaufwand. Die Verbreitung von Biogasaufbereitungsanlagen wird natürlich auch von den örtlichen Gegebenheiten und Vorschriften sowie von nationalen Förderungen beeinflusst.