Biogasaufbereitung von Abwässern aus Palmölmühlen
Evonik stellt sich den Herausforderungen der heutigen Energieversorgungssicherheit: Mit der innovativen Membrantechnologie SEPURAN® Green des Konzerns lässt sich Biogas, das zum Beispiel bei der Verwertung von Abwässern aus Palmölmühlen entsteht, kurz "POME", einfach und effizient zu reinem Biomethan aufbereiten und direkt in das lokale Erdgasnetz einspeisen oder als alternativer Kraftstoff für landwirtschaftliche Maschinen wie Traktoren nutzen.
Biomethan aus Abwässern von Palmölmühlen für die lokale Energieversorgung
Nachwachsende Rohstoffe spielen eine Schlüsselrolle beim Übergang zu erneubaren Energien. Der Einsatz erneuerbarer Energien 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 erneuerbaren Energiemix zunehmend an Bedeutung - zu Recht, denn es ist eine hocheffiziente Energiequelle und ein wichtiger Bestandteil dezentraler Versorgungsstrukturen.
Palmöl ist eine sehr ertragreiche Pflanze. Die Ölpalme, die nur in den Tropen angebaut wird, produziert hochwertiges Öl, das vor allem in Entwicklungsländern zum Kochen verwendet wird. Es wird auch in Lebensmitteln, Waschmitteln, Kosmetika und als Biokraftstoff verwendet. Außerdem bietet Palmöl einen weitaus höheren Ertrag bei geringeren Produktionskosten als andere Pflanzenöle.
Die weltweite Produktion von und die Nachfrage nach Palmöl steigt rapide an. Obwohl die Expansion der Palmölindustrie die Wirtschaft angekurbelt hat, fallen in den Palmölmühlen bei der Verarbeitung von Palmöl aus frischen Früchten gleichzeitig zahlreiche Nebenprodukte wie Abwässer aus Palmölmühlen (POME), leere Fruchtbündel, Palmkernschalen und Mesokarp-Fasern an. Von diesen Nebenprodukten bleibt POME noch relativ ungenutzt und stellt eine Gefahr für die Umwelt dar, wenn es direkt in die Gewässer eingeleitet wird. Da POME einen hohen organischen Wert enthält, hat es ein großes Potenzial für die Biogasproduktion, die im Rahmen der Bemühungen der Betriebe um die Bewirtschaftung ihrer Abwässer zunehmend an Bedeutung gewinnt.
Membranen für die Biogasaufbereitung von Abwässern aus Palmölmühlen
POME (Palm Oil Mill Effluent) ist der flüssige Abfall, der bei der Ölextraktion aus frischen Fruchtständen in Palmölmühlen anfällt. Für jede produzierte Tonne Rohpalmöl (CPO) werden schätzungsweise 5-7,5 Tonnen Wasser verbraucht, wobei mehr als 50 % des Wassers als POME enden. Dies bedeutet, dass pro Tonne CPO-Produktion etwa 2,5-3,75 Tonnen POME anfallen.
In der Vergangenheit wurde POME in der Regel über Teichanlagen behandelt. Moderne Anlagen sind heute mit Technologien zur Erfassung von Biogas ausgestattet. Die meisten Fabriken verwenden das aufgefangene Biogas entweder für den internen Energiebedarf, z. B. für Heizkessel, oder erzeugen Strom. Überschüssiges Biogas wird normalerweise abgefackelt. Durch die Aufbereitung dieses überschüssigen Biogases zu Biomethan ergibt sich für die Mühlenbetreiber ein höherer wirtschaftlicher Wert.
Die Gastrennmembran SEPURAN® Green von Evonik ermöglicht es, das bei der Palmölgewinnung anfallende Biogas zu hochreinem Biomethan zu reinigen und in die Kreislaufwirtschaft zurückzuführen. Das CO2-neutrale Gas kann direkt in das Erdgasnetz eingespeist oder als grüner Kraftstoff Bio-CNG (Compressed Natural Gas) oder Bio-LNG (Liquefied Natural Gas) zum Antrieb von Fahrzeugen verwendet werden.
Biogasaufbereitung mit SEPURAN® Green
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 ermöglicht 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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