BIOGASAUFBEREITUNG AUS LANDWIRTSCHAFTLICHEN ABFÄLLEN WIE VIEHDÜNGER
Evonik stellt sich den Herausforderungen der Energieversorgungssicherheit: Mit der innovativen Membrantechnologie SEPURAN® Green kann Biogas, das beispielsweise bei der anaeroben Vergärung von landwirtschaftlichen Abfällen wie Gülle entsteht, einfach und effizient zu reinem Biomethan aufbereitet und direkt in das lokale Erdgasnetz eingespeist oder als alternativer Kraftstoff für landwirtschaftliche Maschinen wie Traktoren genutzt werden.
Biomethan aus Gülle zur Verbesserung des ökologischen Fußabdrucks eines landwirtschaftlichen Betriebs
Nachwachsende Rohstoffe spielen eine Schlüsselrolle beim Übergang zu erneuerbaren Energien, und deren Einsatz ist einer der wichtigsten Faktoren, um den Anstieg der globalen Durchschnittstemperaturen unter 1,5 °C zu halten. Nach Angaben der Internationalen Energieagentur lag der Anteil der erneuerbaren Energien an der weltweiten Stromerzeugung im Jahr 2021 bei 28,7 % . Dennoch muss die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien schneller ausgebaut werden, um Netto-Null-Emissionen bis 2050 zu erreichen.
Neben Wind, Wasser und Sonne gewinnt Biogas im heutigen Mix der erneuerbaren Energien zunehmend an Bedeutung - zu Recht, denn es ist eine hocheffiziente Energiequelle und ein wichtiger Bestandteil dezentraler Versorgungsstrukturen.
Die Biogaserzeugung trägt dazu bei, die Umweltverträglichkeit eines landwirtschaftlichen Betriebes zu verbessern. Die Gewinnung und Nutzung von Biomethan durch anaerobe Vergärung kann die Treibhausgasemissionen aus landwirtschaftlichen Abfällen wie Viehdung erheblich reduzieren und so die Auswirkungen des Klimawandels abmildern. Die Erzeugung von Biogas aus Gülle in einem landwirtschaftlichen Betrieb ist der Inbegriff eines nachhaltigen Bioenergiesystems, das auf den Grundsätzen der Kreislaufwirtschaft beruht. Das System nutzt Rückstände aus der Tierhaltung und umfasst eine dezentrale Produktion von organischem Biodünger und Biogas für die Nutzung als Wärme-, Strom- oder Treibstoff, während gleichzeitig die flüchtigen Methanemissionen aus offenen Güllefässern, die Geruchsbelästigung und die Verschmutzung von Flüssen und Brunnen minimiert werden.
Bei der anaeroben Vergärung bauen Mikroorganismen die im Viehdung enthaltenen organischen Stoffe ab und wandeln sie in Biogas um. Die Vorteile der anaeroben Vergärung von landwirtschaftlichen Abfällen wie Viehdung sind weithin anerkannt und die Technologie ist in vielen Ländern etabliert.
Um dies zu veranschaulichen, hat die IEA Bioenergy Task 37 einen Bericht veröffentlicht, in dem das Potenzial von Gülle für die Nutzung in Biogasanlagen in sieben Ländern untersucht wird: Deutschland, Australien, Österreich, Norwegen, Kanada, Irland und das Vereinigte Königreich. Diese Länder verfügen über ein unterschiedliches Niveau der Biogasindustrie, sehr unterschiedliche landwirtschaftliche Praktiken und eine Reihe von Klimazonen. Die aus diesen sieben Ländern gewonnenen Erkenntnisse können als Wissensgrundlage für viele Länder auf der ganzen Welt dienen.
In Müll, Mist und Abwässern steckt jede Menge Potenzial. Über die Gewinnung von Biogas lassen sich daraus mithilfe von SEPURAN® Green Membranen Energieträger und wertvolle Rohstoffe für die Industrie gewinnen. Eine Anlage in Südtirol zeigt, wie aus einem Problem eine gewinnbringende Lösung für alle Beteiligten wird.
SEPURAN® Green-Membranen für die Biogasaufbereitung aus Gülle
Wie bereits erwähnt, wird Biogas durch die Vergärung von Biomasse - einer organischen Substanz, zum Beispiel aus Abwasser, Gülle und Klärschlamm oder aus nachwachsenden Rohstoffen - gewonnen. Rohbiogas enthält jedoch neben dem Energieträger Biomethan auch Kohlendioxid sowie weitere Spurengase.
Die Gastrennmembran SEPURAN® Green von Evonik ermöglicht es, das bei der Abwasserreinigung anfallende Biogas zu hochreinem Biomethan zu reinigen und in die Kreislaufwirtschaft zurückzuführen. Das CO2-neutrale Gas kann direkt in das kommunale Erdgasnetz eingespeist oder als grüner Kraftstoff Bio-CNG (Compressed Natural Gas) zum Antrieb von Kommunalfahrzeugen verwendet werden.
Biogasaufbereitung mit Hilfe von Membranen
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-Prozess ermöglichte hohe Methanausbeuten und hohe Produktreinheiten bei optimiertem Energieverbrauch.
Zur Abtrennung von CO2 aus dem 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, CO2 in einem kompakten 3-Stufen-Prozess 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. Natürlich wird die Verbreitung von Biogasaufbereitungsanlagen auch von den lokalen Gegebenheiten und Vorschriften sowie von nationalen Förderungen beeinflusst.
BIOGAS AUS SPAGHETTI?
Biogas ist eine umweltfreundliche Energiequelle. Es kann zur Wärmeerzeugung oder als Kraftstoff genutzt werden. Doch bevor Biogas ins Erdgasnetz eingespeist werden kann, ist ein aufwändiger Aufbereitungsprozess notwendig. Neue, hochselektive Polymermembranen von Evonik wandeln Rohbiogas einfach und effizient in hochreines Biomethan um.
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