Kunststoffe pushen Energiegewinnung Biogasindustrie profitiert von Polymermembranen

Autor / Redakteur: Dr. rer. nat. Thomas Dr. Isenburg / Carmen Kural

Energetisch gesehen ist der einfachste Kohlenwasserstoff das Methan und sicher auch der wertvollste Bestandteil von Biogas. Immer wichtiger wird es, die Begleitgase, wie CO2, N2 und Schwefelwasserstoff effizient abzutrennen und das so aufbereitete Gasgemisch ins Erdgasnetz zu speisen. Spezielle Membranen aus Kunststoff sind eine Schlüsselkomponente für dieses Vorhaben.

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So stecken die PI-Memranen in den Separationsmodulen von Evonik. Das Spinnen der Fasern und deren letzlicher Durchmesser gelten als qualiätsbestimmende Eigenschaften. Die Kunststoffe können bei dieser Anwendung ihre Separationseigenschaften sehr gut entfalten.
So stecken die PI-Memranen in den Separationsmodulen von Evonik. Das Spinnen der Fasern und deren letzlicher Durchmesser gelten als qualiätsbestimmende Eigenschaften. Die Kunststoffe können bei dieser Anwendung ihre Separationseigenschaften sehr gut entfalten.
(Bild: Evonik)

Bislang werden in Deutschland in der Praxis fünf verschiedene Aufbereitungsverfahren angewendet. Dazu gehören die Druckwechseladsorption (PSA – Pressure Swing Adsorption), die Druckwasserwäsche (DWW), physikalische und chemische Wäschen sowie das Membranverfahren. Ende 2015 waren insgesamt 187 Aufbereitungsanlagen in Betrieb, die verschiedene Verfahren zur Aufbereitung von Erdgas einsetzen, um dieses zu fast reinem Biomethan, das heißt in Erdgasqualität, aufzubereiten. In den letzten Jahren dominierten dabei die Aminwäsche, Druckwasserwäsche und Druckwechseladsorption. Jedoch bestehen hier einige Nachteile, denn diese Verfahren benötigen Hilfsmittel, Energie und Hilfschemikalien. Es entstehen Abfälle und Abwasser, die aufbereitet und entsorgt werden müssen.

Membranen gelten als Wachstumsfeld

Zudem steht das Biogas nach der Aufbereitung meist unter geringem Druck. Für die Einspeisung in ein Mitteldrucknetz wird zusätzlich ein Kompressor zur Druckerhöhung auf Drücke von 15 bis 20 bar benötigt. Daher arbeiten konventionelle Aufbereitungsanlagen meist erst ab einer Rohbiogas-Menge von deutlich über 500 Nm³/h (Normkubikmeter pro Stunde) wirtschaftlich. Das bedeutet: Für eine dezentrale Energieversorgung mit zahlreichen kleineren Anlagen sind sie in der Regel ungeeignet.

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Eine Alternative bieten Membranverfahren: Die relativ „junge“ Idee mit den Membranen wurde in den letzten zwei bis drei Jahren zunehmend nachgefragt. Es wird bislang in Deutschland in 16 Anlagen eingesetzt. Zu dieser Tatsache merkte kürzlich der Vorstandsvorsitzende der Evonik Industries AG aus Essen, Klaus Engel, auf der Forschungspressekonferenz des Unternehmens zum Gasmarkt an: „Eines unserer Wachstumsfelder ist das Geschäft mit Membranen. Hier erschließen wir bereits mit Produkten attraktive Märkte. Daher wollen wir in Schörfling in Österreich eine neue Hohlfaser-Spinnanlage zur Produktion von Membranmodulen für den Markt installieren. Die neue Anlage soll unsere Position als Technologieführer für die effiziente Gasseparation steigern.“

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Wissenschaftsjournalist