Biogasindustrie profitiert von Polymermembranen

Anbieter zum Thema

Hartmetall-Werkzeugfabrik Paul Horn GmbH

Treston Deutschland GmbH

Weil Technology GmbH

Unterschiedliche Molekülgrößen ausgenutzt

Die Biogasaufbereitung zielt darauf ab, den Methangehalt zu erhöhen. Dabei entfernen die Verfahren O₂ und diverse andere unerwünschte Bestandteile. Damit kann der Methangehalt auf 98 % gesteigert werden. Bei dieser alternativen Technik ist die Evonik Industries AG aus Essen der Entwicklungstreiber. Zur Aufkonzentration der Methanmoleküle werden momentan spezielle Membranen genutzt, die im Prinzip aus Bündeln von zylindrischen Hohlfasern bestehen. Vom Ansatz her ähnelt diese Technik der Umkehrosmose, wie sie von der Wasseraufbereitung her bekannt ist. O₂ und andere Moleküle können die Membran unbehelligt passieren. Mit dieser Membranart gelingt es, das Rohbiogas auf über 99 % zu klären. Dabei nutzt man aus, dass die enthaltenen Gasmoleküle verschieden groß sind. So sind etwa die CO₂-Moleküle kleiner als die Methanmoleküle und lösen sich zudem besser in den Polymeren. Sie können die dünnen Membranen schneller durchwandern. Das führt dazu, dass sich an der Hochdruckseite das Methan sammelt, während Wasserdampf und O₂ das molekulare „Sieb“ passieren. Das methanreiche Gas wird außerdem an der Hochdruckseite abgezogen und muss für die Einspeisung nicht mehr verdichtet werden. Volker Wehber von Evonik vertritt das Geschäft mit den Biogasmembranen weltweit und erklärt: „ Als Werkstoff verwenden wir Polyimid (PI). Dieser Kunststoff gilt als chemisch besonders beständig und hält Temperaturen bis maximal 400 °C aus.“ In der Gruppe der Polymere besitzen Polyimide herausragende chemische und physikalische Eigenschaften. Schon länger bewährt haben sich PI-Membrane bei der Abgasreinigung, so Wehber.

Bei der Biogasaufbereitung sind dem Evonik-Mitarbeiter die Selektivität und die Kapazität wichtig. Diese Größen beschreiben die Qualität der Trenneigenschaften sowie die Schnelligkeit, mit der das Gas die Membran passiert. Gefragt nach dem Vorgehen zum Einstellen dieser Eigenschaften, antwortet Wehber schmunzelnd, dass das Polymer-Engineering-know-how schon länger bei Evonik bekannt ist. Entscheidend für die Einsatzfähigkeit seien das Spinnen der Fasern sowie deren Durchmesser. Dabei können die Verfahrenstechniker die Dicken der Trennschicht der Faser steuern. Beim Trennprozess spielen dann die Molekülgeschwindigkeiten der Gasteilchen und deren Größe eine entscheidende Rolle. Aus diesem Wissen haben die Faserexperten die Membrantechnik zur Biogasaufbereitung entwickelt.

Start-up mit starken Referenzen

Mit entsprechenden Produkten ist Evonik seit etwa fünf Jahren am Markt präsent. Dabei werden die Membranen als Equipment-Teil an die Anlagenbauer verkauft. Wobei diese dann die eingebaute Membran an ihre Endkunden verkaufen. Bisher hat Evonik mehr als 75 global angesiedelte Referenzkunden angesammelt. Das bewertet Weber als starke Entwicklung, jedoch positioniert er dieses Projekt noch eher im Bereich eines Start-ups.

Die Ursachen dafür sieht er in der überlegenen Qualität der Membrantechnik im Vergleich zu den bereits etablierten Verfahren. Das ist der Aspekt, meint der Manager, warum diese Technik den anderen Verfahren Marktanteile abnimmt. Nach der Einschätzung Webers hat das auf Polyimid basierende Verfahren die Biogasaufbereitung revolutioniert. Es mache es möglich, auch kleinere Anlagen zu bauen und wirtschaftlich zu betreiben, die dann das Biomethan aus dem Biogas herausfiltern. Zum Markt in Deutschland meint Wehber, dass es hier etwa 9000 Biogasanlagen gibt, von denen jedoch nur 200 bis 300 eine Aufbereitung des Biogases durchführen. Der Rest der Betreiber, also mindestens 97 %, verstromt das Biogas praktisch ineffizient.

Einer der Hauptgründe, warum diese Technik hier noch in den Kinderschuhen stecke, sei darin zu finden, dass der Gasantrieb bei Fahrzeugen nicht das dominierende Thema in Deutschland sei. Den englischen Markt sieht der Evonik-Manager im Vergleich dazu als recht stark an, weil die Politik den Markt in diese Richtung fördere. Ein wichtiges Element ist für Wehber die Biomethanförderung durch die Politik, um diese Industrien am Leben zu halten.

(ID:43975635)