Die Universität Stuttgart hat ein neues Verfahren zur Aufbereitung von Rohbiogas zu Methan entwickelt und zusammen mit dem Bioenergiehof Weitenau praktisch erprobt. Der robuste und technisch einfach umsetzbare Ansatz eignet sich potenziell auch für kleine Biogasanlagen.
Neu: Aminosäuresalze als Lösungsmittel
Das von der Universität Stuttgart Triple-A-Technologie genannte Verfahren stellt eine abgewandelte chemische Gaswäsche dar, bei der Aminosäuresalze als Lösungsmittel zum Einsatz kommen, um CO2 aus dem Rohbiogas zu entfernen. Mit dem Ansatz verbinden sich mehrere Vorteile: Aminosäuresalze sind praktisch nicht flüchtig, damit entfällt das bei der Aminwäsche bestehende Restrisiko der Emission von gesundheits- und umweltschädlichen Aminen und Nitrosaminen. Es gibt Vorteile in puncto Arbeitssicherheit und Genehmigungsfähigkeit. Eventuell könnten die Lösungsmittel sogar auf der Biogasanlage selbst, zum Beispiel über Elution, aus der dort verarbeiteten Biomasse hergestellt und wiederverwertet werden. Schließlich wirken sie weniger korrosiv auf die Anlagenkomponenten und der gesamte Prozess kann weitgehend unter Umgebungsbedingungen ablaufen.
All dies prädestiniert das Verfahren dazu, auch auf kleinen Biogasanlagen ohne erhöhte Anforderungen an Sicherheit und Know-how zum Einsatz zu kommen. Kleine Biogasanlagen haben zwar höhere Aufbereitungskosten, aufgrund hoher Wirtschaftsdüngeranteile im Substratmix aber auch ein großes Klimaschutzpotenzial. Übergeordnetes Ziel der Universität Stuttgart ist, mit dem Triple-A-Verfahren auch diesen Anlagen die Biomethanproduktion als Geschäftsmodell nach der EEG-Förderphase zu ermöglichen.
Test an Praxisanlage
Im Projekt wurde der Ansatz zuerst im Labor und anschließend in einer mobilen Container-Versuchsanlage mit synthetischem und echtem Rohbiogas erprobt. Dazu schloss das Forscherteam die Anlage an die Biogasanlage des Bioenergiehofs Weitenau südlich von Stuttgart an. Unter diesen praxisnahen Versuchsbedingungen erreichte das Verfahren eine maximale CO2-Abscheideleistung von 92,3 %. Das produzierte Methan wies damit bereits eine hohe Reinheit von 93,8 Vol.-% auf, auch wenn es noch nicht den Qualitätsanforderungen zur Einspeisung ins Erdgasnetz genügt. Der Methanschlupf lag mit 0,9 % bis 1,3 % niedriger als bei anderen Biogasaufbereitungsverfahren und lässt sich nach Einschätzung der Forschenden weiter verringern. Als eine Herausforderung im Dauerbetrieb erwies sich die Degradation der Waschlösung, hier besteht noch Optimierungsbedarf.
Weiterentwicklung geplant
Die Universität Stuttgart plant, die Anlage zur Praxisreife weiterzuentwickeln. Dazu sollen Energieeffizienz und Treibhausgasbilanz optimiert werden. Zwar hat das Triple-A-Verfahren einen hohen Wärmebedarf und dadurch auch einen hohen Stromverbrauch, gleichzeitig fällt aber viel bislang ungenutzte Abwärme an. Diese ließe sich zum Beispiel durch Wärmetauscher und eine Wärmepumpe nutzen und der Stromverbrauch durch PV-Anlagen decken. Würden alle identifizierten Effizienzmaßnahmen umgesetzt, berechneten die Forschenden eine Effizienzsteigerung um rund 67 %-Pkt. Damit kämen die Energiegestehungskosten in den Bereich wirtschaftlicher Konkurrenzfähigkeit zu anderen Aufbereitungstechnologien. Parallel würden die THG-Emissionen sinken und der Triple-A-Prozess so auch ökologisch aufschließen. Projektleiter Dr. Ludger Eltrop erwartet nicht, „dass die Triple-A-Technologie die kostengünstigste Aufbereitungstechnologie wird. In Kombination mit ihren ökologischen Vorteilen, insbesondere dem besonders geringen Methanschlupf und der Nutzung umweltfreundlicher Aminosäuresalze, sehen ich sie jedoch als eine attraktive und praxisnahe Technologie.“
Das Vorhaben Triple A wurde vom BMLEH Bundesministerium für Landwirtschaft, Ernährung und Heimat, Bonn, über den Projektträger FNR Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V., Gülzow-Prüzen, gefördert. Der Abschlussbericht steht auf fnr.de unter dem Förderkennzeichen 2220NR161A+B zur Verfügung.
