Evonik stellt sich den Herausforderungen der heutigen Energieversorgungssicherheit: Mit der innovativen Membrantechnologie SEPURAN® Green des Konzerns kann aus Biogas, das beispielsweise bei der Abwasserreinigung oder der Verarbeitung von organischen Abfällen entsteht, reines Biomethan gewonnen und als erneuerbare Wärme- und Stromquelle 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 % 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, Abwässern und Schlämmen und sogar von 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 Brennstoff für die Hausheizung oder sogar für die Stromerzeugung verwendet werden kann.

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.

Da gereinigtes Biomethan im Wesentlichen zu 100 % mit fossilem Erdgas gleichzusetzen ist, muss für die Nutzung dieses alternativen Kraftstoffs keine neue Infrastruktur aufgebaut werden. Vielmehr kann das gewonnene Biomethan weiterverarbeitet und direkt in ein bestehendes Gasnetz eingespeist werden, z. B. in einem städtischen Gebiet, das die Haushalte mit Heizmaterial versorgt. Darüber hinaus kann Biomethan sogar als Brennstoff in gasbefeuerten Wärmekraftwerken zur Stromerzeugung verwendet werden.

Der Markt für diese Nutzung ist groß, und es besteht ein großes Potenzial für weiteres Wachstum. Laut dem Sonderbericht "Outlook for biogas and biomethane" der Internationalen Energieagentur wurden im Jahr 2018 bereits fast zwei Drittel des weltweit produzierten Biogases zur Strom- und Wärmeerzeugung genutzt. Obwohl der Großteil des weltweit produzierten Biomethans derzeit in Europa und Nordamerika erzeugt wird, hat sich die Zahl der Aufbereitungsanlagen in Ländern wie Brasilien, China und Indien seit 2015 verdreifacht, und die Nachfrage wird auch weit über das Jahr 2030 hinaus wachsen.

Der erneuerbare Aspekt der Verwendung von SEPURAN® Green-Membranen von Evonik zur Herstellung von Biomethan trägt auch zur Schaffung einer Kreislaufwirtschaft bei und hilft dabei, den idealen Mix alternativer Energiequellen zu erreichen, der erforderlich ist, um das Szenario "Netto-Null-Emissionen bis 2050" der Internationalen Energieagentur

Die SEPURAN® Green Membranen von Evonik wurden 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.