Der deutsche Bioenergiemarkt hat in den vergangenen Jahren nicht die politische Flankierung erhalten, die sich die Stakeholder der Branche gewünscht haben. Hierzulande hoffen die Unternehmen auf mehr Gehör bei der neuen und mutmaßlich schwarz-roten Bundesregierung. Der Blick auf das internationale Geschehen zeigt, dass es weltweit eine Reihe interessanter Märkte für innovative Bioenergielösungen gibt. Auch wird das Spektrum der Substratnutzung deutlich: So wird Biomethan etwa aus Rindergülle, Deponiegasen und Klärschlamm gewonnen.
Der Technologieanbieter Weltec Biopower hat im Februar die Inbetriebnahme einer Biomethananlage auf eine Milchfarm in Barron County im US-Bundesstaat Wisconsin abgeschlossen und die Anlage übergeben. Die Qualität des Biomethans liegt laut Weltec über den Gasnetz-Spezifikationen, die Reinigung erfolgt mittels Membran-Gasaufbereitungstechnologie. Dadurch können stündlich 272 Normkubikmeter Biomethan erzeugt, komprimiert, abgefüllt und zum Einspeisepunkt ins Gasnetz transportiert werden. Das „stark CO2-negative“ Biomethan wird an anderer Stelle aus dem Netz entnommen und trage zur Nachhaltigkeit der Transportflotten der Abnehmer bei.
Die Farm hält derzeit eine Herde von 3.400 Rindern, hauptsächlich Holstein- sowie einige Schweizer-Kühe. Die Betreiber verfügen bereits über Erfahrungen mit einer anaeroben Vergärungsanlage zur Eigenstromerzeugung. Seit Jahren werde der Rindermist zur Biogasproduktion genutzt, um den Strom- und Wärmebedarf zu decken und die Felder mit dem Gärrest zu düngen. Mit der neuen Biomethananlage könne der Gärrest jetzt in größerem Umfang verwertet und in einer speziellen Lagune zur optimalen landwirtschaftlichen Nutzung gespeichert werden. Die Anlage ist darauf ausgelegt, jährlich 207.000 Tonnen Rindermist zu verarbeiten, „mit einer gewissen Flexibilität für zukünftige Erweiterungen der Herde“.
Durch die Nutzung des Biomethans als Kraftstoff reduziere die Molkerei die CO2-Emissionen um rund 11.200 Tonnen CO2-Äquivalente pro Jahr. Zudem profitierten die Betreiber von finanziellen Anreizen wie Steuergutschriften für Biomethan und Kraftstoffsteuererleichterungen. Das Projekt verdeutliche das enorme Potenzial für Biogas- und Biomethanentwicklungen auf kleineren Milchviehbetrieben in den USA, betont Weltec. „Solche Projekte spielen eine entscheidende Rolle bei der Dekarbonisierung der Landwirtschaft und des US-amerikanischen Transportsektors.“
Biomethan aus Deponiegas: ETW errichtet erste Aufbereitungsanlage in Italien
Von einem Biomethanprojekt in Süditalien berichtet die ETW Energietechnik aus Moers. Das Unternehmen hat die Anlage mit einer Kapazität von 4.400 Nm³/Stunde gemeinsam mit ihrem italienischen Partner Ranieri Tonissi in Tarent in der Region Apulien errichtet. Bei dem Vorhaben handelt es sich den Angaben zufolge um die erste Biomethananlage zur Aufbereitung von Deponiegas in Italien.
Deponiegas stelle eine Reihe von Herausforderung an die Aufbereitung. Auf der einen Seite gebe es eine sehr hohe Schadstoffkonzentration an Spurenstoffen (VOC) und Siloxanen. „Auf der anderen Seite ist die Gasqualität nicht konstant und es gibt Schwankungen in der Gaszusammensetzung und Gasmenge“, berichtet ETW. Je länger eine Deponie in Betrieb ist, desto mehr Methan wird durch Sauerstoff und Stickstoff ersetzt. Überdies ist die Gasmenge rückläufig.
Somit werden sehr hohe Anforderungen an eine Anlage zur Gasaufbereitung gestellt. Die Methankonzentration liegt zwischen 40 bis 60 Prozent, die Stickstoff- und Sauerstoffkonzentration zwischen 2 bis 25 Prozent und der Betriebsbereich – also die Teillastfähigkeit der Anlage – beträgt zwischen 30 bis 100 Prozent Kapazität.
ETW löst die Anforderung mit den gelieferten Komponenten, zu denen neben der Biogasaufbereitung ETW Smart Cycle PSA auch eine nachgeschaltete Nitrogen Reduction Unit (NRU) zählt. Zum Generalunternehmer-Lieferumfang von ETW gehörte zudem die Rohgaskonditionierung, die Schwachgasnachbehandlung mit regenerativer thermischer Oxidation (RTO), die Gasfackel sowie die Biomethan-Einspeisung (Gate Keeper) mit Nachverdichtung auf 25 bar. „Mit dem speziell für Deponiegas entwickelten ETW Aufbereitungsverfahren mit NRU kann Deponiegas mit Stickstoffgehalten von über 20 Prozent zu einspeisefähigem Biomethan aufbereitet werden“, heißt es. Die gesamte Anlage wurde in einer Bauzeit von nur rund vier Monaten errichtet.
Asahi Kasei: Biomethangewinnung aus Abwässern in Kurashiki
Auch in Japan spielt Biomethan eine wichtige Rolle für den Energiemarkt. Der Technologieanbieter Asahi Kasei und die Stadt Kurashiki haben Anfang Februar die Eröffnung einer Biogasaufbereitungsanlage in Kurashiki, Präfektur Okayama, gefeiert. Das System wurde nahe einer Kläranlage installiert und trennt CO2 und Methan aus Biogas mit Hilfe eines speziellen Zeolithen als Adsorptionsmittel und einem Vakuum-Druckwechseladsorptionsverfahren (Pressure Vacuum Swing Adsorption, PSVA) von Asahi Kasei.
Der Zeolith ist nach Unternehmensangaben ein kristallines Alumosilikat mit regelmäßigen Kanälen (Poren) in der Größenordnung von einem zehnmillionsten Teil eines Millimeters und Hohlräumen (Poren) mit einer spezifischen Oberfläche von über mehreren hundert Quadratmetern pro Gramm. Die PVSA-Verfahrenstechnologie von Asahi Kasei, bei der bestimmte Gase durch Druckänderungen getrennt werden, ermögliche die Entfernung von CO2 aus Biogas, um hochreines Biomethan mit einer hohen Rückgewinnungsrate zu veredeln. Biogas aus Klärschlamm und ähnlichen Abfällen besteht zu etwa 60 Prozent aus Methan und zu 40 Prozent aus CO2.
In Kurashiki wird Strom aus Biogas erzeugt, das in der Abwasseranlage von Kojima aus Klärschlamm gewonnen wird. Die Biogasaufbereitungsanlage wird einen Teil dieses Biogases für den Demonstrationsversuch nutzen. Dabei wird das abgetrennte Methan zurückgeführt und als Brennstoff zur Stromerzeugung verwendet. Der Demonstrationsversuch bei der Kläranlage hat im Februar 2025 begonnen. Asahi Kasei ist für den Entwurf, die Installation und den Betrieb des Systems sowie für die Bewertung und den Nachweis seiner Leistungsfähigkeit verantwortlich, während die Stadt Kurashiki das aus Klärschlamm erzeugte Biogas liefert und den Standort für den Versuch zur Verfügung stellt. Die Kommerzialisierung des Systems soll voraussichtlich 2027 erfolgen. Bis dahin sind Demonstrationsversuche in weiteren Ländern geplant.
„Wir freuen uns, mit der Demonstration einer Biogasaufbereitungsanlage unter Verwendung der Zeolith- und PVSA-Prozesstechnologie von Asahi Kasei zu beginnen“, sagt Osamu Matsuzaki, Senior Executive Officer von Asahi Kasei und Senior General Manager of Corporate Research & Development. Im nächsten Schritt werde man durch die Ausweitung von Partnerschaften auf globaler Ebene die Weiterentwicklung und praktische Umsetzung der Technologie beschleunigen.