Biomethan: Wie aus Biogas Gas für das Netz wird
Biogas lässt sich so weit reinigen, dass es Erdgas ersetzen kann. Wie die Aufbereitung funktioniert und wofür Biomethan genutzt wird.
Biogas wird auf vielen Anlagen direkt vor Ort in Strom und Wärme umgewandelt. Es gibt aber einen zweiten Weg: Das Gas wird gereinigt, bis es die Qualität von Erdgas erreicht, und dann ins bestehende Gasnetz eingespeist. Man spricht dann von Biomethan oder aufbereitetem Biogas.
Warum aufbereiten?
Ein Blockheizkraftwerk auf dem Land hat ein Problem: Im Sommer wird die Abwärme oft kaum gebraucht. Wird das Gas stattdessen ins Netz eingespeist, kann es dort genutzt werden, wo und wann Energie gefragt ist, etwa in Heizungen, in der Industrie oder als Treibstoff für Gasfahrzeuge. Das Gasnetz wirkt damit wie ein grosser Speicher.
Vom Rohbiogas zum Biomethan
Rohbiogas besteht je nach Substrat etwa zur Hälfte bis zu zwei Dritteln aus Methan. Der Rest ist vor allem Kohlendioxid, dazu kommen Wasserdampf, Schwefelwasserstoff und weitere Spurenstoffe. Die Aufbereitung läuft in mehreren Schritten:
- Entschwefelung: Schwefelwasserstoff wird entfernt, weil er giftig ist und Anlagen korrodieren lässt.
- Trocknung: Das Gas wird gekühlt, damit Wasserdampf auskondensiert.
- CO2-Abtrennung: Der grösste Schritt. Das Kohlendioxid wird abgetrennt, bis der Methangehalt dem von Erdgas entspricht.
- Konditionierung und Odorierung: Brennwert und Druck werden angepasst, ein Geruchsstoff macht Lecks bemerkbar.
Verfahren zur CO2-Abtrennung
Für die Abtrennung des Kohlendioxids gibt es mehrere etablierte Techniken:
- Druckwechseladsorption: Unter Druck lagert sich CO2 an einem Adsorptionsmaterial an, während Methan durchströmt.
- Wasserwäsche: CO2 löst sich unter Druck deutlich besser in Wasser als Methan.
- Aminwäsche: Eine chemische Waschlösung bindet das CO2 sehr selektiv. Für die Regeneration braucht es Wärme.
- Membranverfahren: Spezielle Membranen lassen CO2 schneller passieren als Methan.
Welches Verfahren passt, hängt von der Anlagengrösse, dem verfügbaren Wärmeangebot und den Kosten ab. Wichtig ist bei allen, den sogenannten Methanschlupf gering zu halten. Methan ist ein starkes Treibhausgas. Entweicht ein Teil davon bei der Aufbereitung, schmälert das den Klimanutzen spürbar.
Normen und Regeln für die Einspeisung
Damit Biomethan problemlos mit Erdgas gemischt werden kann, muss es klar definierte Anforderungen erfüllen. Auf europäischer Ebene beschreibt die Norm EN 16723 die Qualität von Biomethan für die Einspeisung und für die Nutzung als Treibstoff. In der Schweiz legt das Regelwerk des Fachverbands für Gas und Wasser fest, unter welchen Bedingungen eingespeist werden darf. Die Gasqualität wird an der Einspeisestelle laufend gemessen.
Herkunftsnachweise
Im Netz vermischt sich Biomethan mit Erdgas. Wer Biogas bezieht, erhält also physisch dasselbe Gas wie alle anderen. Über Herkunftsnachweise wird dokumentiert, wie viel erneuerbares Gas eingespeist und an welche Kundinnen und Kunden es verkauft wurde. So lässt sich nachvollziehen, dass jede verkaufte Kilowattstunde Biogas auch tatsächlich produziert wurde.
Wofür Biomethan sinnvoll ist
Biomethan ist begrenzt verfügbar, denn die Menge an Gülle, Grüngut und organischen Abfällen wächst nicht beliebig. Deshalb wird diskutiert, wo es den grössten Nutzen bringt. Häufig genannt werden Anwendungen, die sich schwer elektrifizieren lassen, etwa industrielle Prozesse mit hohen Temperaturen, Spitzenlasten in Wärmenetzen oder Teile des Schwerverkehrs.
Wie das Rohgas auf einem Bauernhof entsteht, lesen Sie im Beitrag über die landwirtschaftliche Biogasanlage. Einen breiteren Blick auf Abfälle als Energiequelle bietet unser Artikel zur Kreislaufwirtschaft.
