Wie wird Biomethan hergestellt?

Herstellung von Biomethan

Die Herstellung von Biomethan ist ein vielversprechender Prozess, der sowohl ökologische als auch ökonomische Vorteile bietet. Biomethan wird aus biologischen Abfällen erzeugt und kann als erneuerbarer Treibstoff in verschiedenen Anwendungen eingesetzt werden.

Biomethan wird hauptsächlich aus organischen Materialien wie landwirtschaftlichen Abfällen, Lebensmittelresten, Klärschlamm und anderen biologischen Quellen gewonnen. Diese Abfälle werden in einer anaeroben Vergärungsanlage behandelt, um das Methangas freizusetzen.

Anaerobe Vergärung: Der Schlüssel zur Herstellung von Biomethan ist die anaerobe Vergärung. Dabei werden die organischen Abfälle in einem abgeschlossenen Behälter, auch Bioreaktor genannt, unter sauerstofffreien Bedingungen abgebaut. Die natürlichen Mikroorganismen in den Abfällen zersetzen die organischen Materialien und produzieren dabei Methangas.

Aufbereitung und Reinigung: Nach der anaeroben Vergärung enthält das erzeugte Gas neben Methan auch andere Verunreinigungen wie Kohlendioxid, Wasser und Schwefelverbindungen. Um das Biomethan für verschiedene Anwendungen nutzbar zu machen, muss es gereinigt und von diesen Verunreinigungen befreit werden. Dieser Prozess wird als Aufbereitung bezeichnet und umfasst Schritte wie Entfeuchtung, Entschwefelung und Entfernung von Kohlendioxid.

Einspeisung und Nutzung: Das gereinigte Biomethan kann in das bestehende Erdgasnetz eingespeist werden und als erneuerbarer Treibstoff für verschiedene Anwendungen dienen. Biomethan kann beispielsweise zur Stromerzeugung in Gaskraftwerken verwendet werden oder als Kraftstoff für Fahrzeuge, insbesondere für Gasfahrzeuge, dienen. Es ist eine klimafreundliche Alternative zu herkömmlichen fossilen Brennstoffen und reduziert die CO2-Emissionen erheblich.

Die Herstellung von Biomethan bietet eine nachhaltige Lösung zur Energiegewinnung aus biologischen Abfällen. Der Prozess der anaeroben Vergärung und Aufbereitung ermöglicht die Umwandlung von Abfällen in einen erneuerbaren Treibstoff, der verschiedene Anwendungen bedienen kann. Mit dem Einsatz von Biomethan können wir unsere Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen verringern und einen positiven Beitrag zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen leisten.

Weitere Artikel zu Biomethan

ist biomethan nachhaltig?

Wir durchleuchten diese Frage und geben Ihnen ausführlich Antwort

Weitere Informationen

Was ist Biomethan?

Was genau Biomethan ist und wie es eingesetzt werden kann, erfahren Sie hier

Weitere Informationen

Blog | Infos rund um das THema Biomethan

Unser Blog thematisiert Inhalte rund um Biomethan und Nachhaltigkeit

Weitere Informationen

Bei der Herstellung von Biomethan, auch bekannt als erneuerbares Erdgas, gibt es einige wichtige Aspekte zu beachten. Hier sind einige davon:

Rohstoffauswahl: Biomethan kann aus verschiedenen organischen Materialien hergestellt werden, darunter landwirtschaftliche Abfälle, Grünschnitt, Bioabfälle aus Haushalten und industrielle Abfälle. Die Auswahl des richtigen Rohstoffs ist wichtig, um eine effiziente Produktion zu gewährleisten.
Vorbehandlung des Rohmaterials: Je nach Art des Rohmaterials kann eine Vorbehandlung erforderlich sein, um es auf die nachfolgenden Verarbeitungsschritte vorzubereiten. Dies kann das Zerkleinern, Sieben oder Entfernen von Verunreinigungen umfassen.
Anaerobe Vergärung: Der nächste Schritt besteht in der anaeroben Vergärung des vorbehandelten Rohmaterials. Dieser Prozess findet in Biogasanlagen statt, in denen Mikroorganismen das organische Material in einem oxygenfreien Umfeld abbauen und Biogas produzieren. Die anaerobe Vergärung erfordert die Kontrolle von Temperatur, Feuchtigkeit und pH-Wert, um optimale Bedingungen für die Mikroorganismen sicherzustellen.
Aufbereitung des Biogases: Das erzeugte Biogas enthält hauptsächlich Methan, Kohlendioxid und Spuren von anderen Verbindungen. Um Biomethan zu gewinnen, muss das Biogas aufbereitet werden, um die Verunreinigungen zu entfernen. Dies erfolgt normalerweise durch Prozesse wie Absorption, Adsorption oder Druckwechseladsorption, um das Methan zu konzentrieren und das Kohlendioxid zu entfernen.
Einspeisung in das Erdgasnetz: Nach der Aufbereitung wird das Biomethan in das bestehende Erdgasnetz eingespeist. Hierbei müssen die Qualität des Biomethans, einschließlich des Methangehalts und anderer spezifischer Parameter, den Anforderungen für den Einspeiseprozess entsprechen.
Qualitätssicherung: Die regelmäßige Überwachung und Analyse des Biomethans ist wichtig, um sicherzustellen, dass es den festgelegten Standards entspricht. Dies umfasst die Kontrolle des Methangehalts, des Energiegehalts, des Schwefelwasserstoffgehalts und anderer relevanter Parameter.
Umweltaspekte: Bei der Herstellung von Biomethan sollten auch Umweltaspekte berücksichtigt werden, wie z.B. die Minimierung von Treibhausgasemissionen, die effiziente Nutzung von Ressourcen und die ordnungsgemäße Entsorgung von Abfällen oder Rückständen.

Es ist wichtig anzumerken, dass die genauen Schritte und Anforderungen je nach den spezifischen Gegebenheiten und Technologien der Biomethanproduktion variieren können.

Zur Herstellung von Biomethan können verschiedene Substrate verwendet werden. Hier sind einige Beispiele:

Organische Abfälle: Eine häufige Quelle für Biomethan sind organische Abfälle wie Küchenabfälle, Gartenabfälle, landwirtschaftliche Abfälle und Lebensmittelreste. Diese können in sogenannten Vergärungsanlagen oder Biogasanlagen eingesetzt werden, um Biomethan zu produzieren.
Energiepflanzen: Bestimmte Pflanzenarten, die speziell für die Energieerzeugung angebaut werden, können als Substrat für die Biomethanproduktion dienen. Beispiele hierfür sind Mais, Gras, Luzerne und Rüben. Diese Pflanzen werden geerntet und in Biogasanlagen vergoren.
Gülle und Mist: Tierische Ausscheidungen wie Gülle und Mist sind ebenfalls geeignete Substrate für die Biomethanproduktion. In Kombination mit anderen organischen Materialien können sie in Biogasanlagen verwendet werden, um Biomethan zu erzeugen.
Industrielle Abfälle: Einige Industriezweige produzieren organische Abfälle, die zur Biomethanproduktion genutzt werden können. Beispiele hierfür sind Lebensmittelverarbeitungsabfälle, Abfälle aus der Getränkeindustrie und Abfälle aus der Papier- und Zellstoffindustrie.
Klärschlamm: Klärschlamm, der als Nebenprodukt bei der Abwasserreinigung anfällt, kann ebenfalls zur Biomethanproduktion verwendet werden. Durch den Einsatz von Klärschlamm in Biogasanlagen kann nicht nur Biomethan erzeugt, sondern auch der Klärschlamm entsorgt und gleichzeitig das Methangas abgefangen werden, das ansonsten in die Atmosphäre entweichen würde.

Es gibt noch weitere potenzielle Substrate für die Biomethanproduktion, und die Auswahl hängt von der Verfügbarkeit, den örtlichen Gegebenheiten und den technischen Kapazitäten ab. Es ist wichtig, die Substrate sorgfältig auszuwählen, um eine effiziente und nachhaltige Biomethanproduktion zu gewährleisten.

Biomethan, auch bekannt als erneuerbares Methan, wird durch den Prozess der anaeroben Vergärung von Biomasse hergestellt. Hier ist eine detaillierte Beschreibung des Herstellungsprozesses:

Beschaffung der Biomasse: Die erste Phase besteht darin, geeignete Biomassequellen zu identifizieren und zu beschaffen. Biomasse kann aus verschiedenen Quellen stammen, wie landwirtschaftlichen Abfällen, organischen Reststoffen aus Haushalten oder Lebensmittelindustrien, Klärschlamm oder Energiepflanzen wie Mais, Gras oder Gülle.
Vorbehandlung: Die Biomasse wird in dieser Phase vorbehandelt, um sie für den Vergärungsprozess vorzubereiten. Dies kann Schreddern, Zerkleinern oder Mahlen beinhalten, um die Oberfläche zu vergrößern und den Abbau zu erleichtern.
Anaerobe Vergärung: Die vorbehandelte Biomasse wird in einem anaeroben Fermenter, auch als Biogasreaktor oder Bioreaktor bezeichnet, platziert. Der Fermenter ist ein geschlossenes System, das den Eintritt von Sauerstoff verhindert. Die Biomasse wird mit Hilfe von anaeroben Mikroorganismen, insbesondere Methanbildnern, vergoren. Diese Mikroorganismen bauen die organischen Verbindungen in der Biomasse ab und produzieren dabei Methan (CH4) als Hauptbestandteil des Biogases.
Fermentationsbedingungen: Um optimale Bedingungen für die Mikroorganismen zu schaffen, wird der Fermenter auf eine bestimmte Temperatur (normalerweise zwischen 35°C und 55°C, abhängig von den Mikroorganismen) gehalten. Zudem wird der Fermenterinhalt in Bewegung gehalten, um eine gleichmäßige Verteilung der Mikroorganismen und der Nährstoffe sicherzustellen.
Gärungsprozess: Während des Gärungsprozesses zersetzen die Mikroorganismen die Biomasse und wandeln sie in Biogas um. Das Biogas besteht hauptsächlich aus Methan (50-75%), Kohlendioxid (25-50%) und Spuren von anderen Gasen wie Stickstoff, Wasserstoff und Schwefelwasserstoff. Der Gärungsprozess kann mehrere Wochen bis Monate dauern, abhängig von der Art der Biomasse und den Bedingungen im Fermenter.
Biogasaufbereitung: Das erzeugte Biogas wird in dieser Phase gereinigt und aufbereitet, um Biomethan zu gewinnen. Zunächst wird das Biogas von Verunreinigungen wie Feuchtigkeit, Schwefelverbindungen und Partikeln befreit. Anschließend wird das Kohlendioxid (CO2) aus dem Biogas entfernt, um den Methangehalt zu erhöhen. Dies kann durch verschiedene Methoden wie Druckwechseladsorption, Wasserwäsche oder Membrantrennung erreicht werden.
Einspeisung ins Erdgasnetz: Nach der Aufbereitung erreicht das Biomethan einen Reinheitsgrad von etwa 97-99% Methan und kann nun ins Erdgasnetz eingespeist werden. Es kann in bestehenden Erdgaspipelines transportiert und zur Stromerzeugung, Wärmeversorgung oder als Kraftstoff verwendet werden.

Dies sind die grundlegenden Schritte bei der Herstellung von Biomethan. Der Prozess kann je nach Anlagenkonfiguration und Biomassequelle variieren, aber das grundlegende Prinzip der anaeroben Vergärung bleibt gleich. Biomethan ist eine erneuerbare Energiequelle, da die Biomasse aus nachwachsenden Rohstoffen stammt und bei der Verbrennung nur das Kohlendioxid freigesetzt wird, das während des Wachstums der Biomasse aufgenommen wurde, wodurch der Prozess weitgehend kohlenstoffneutral ist.