Neues Verfahren zur Aufbereitung von Biogas

Im Rahmen dieses Projektes soll ein wesentlicher Beitrag zur Entwicklung eines neuen Verfahrens zur Methananreicherung von Biogas auf Erdgasqualität mittels Temperaturwechseladsorption geleistet werden.
Der Energieträger Erdgas liefert mit etwa 22% einen wesentlichen Beitrag zum österreichischen Bruttoinlandsverbrauch an Energie.
In Zukunft könnte Erdgas noch größere Bedeutung erlangen, da es als gasförmiger Energieträger wesentliche Vorteile gegenüber anderen Brennstoffen aufweist. Beispielsweise kann es als Gas gleichmäßiger dosiert und mit gleich bleibender Qualität den Verbrauchsgeräten zugeführt werden. Darüber hinaus ist die Vielseitigkeit der Anwendung von Erdgas besonders hervorzuheben, was in der Bemühung, Erdgas im Automobilsektor zu forcieren, ersichtlich wird. Die Tatsache, dass Österreich, und auch Gesamteuropa, bereits über ein gut ausgebautes Erdgasnetz verfügt, erweist sich noch als zusätzlicher Vorteil.

Als nachteilig ist der fossile Charakter des Erdgases zu werten. Basierend auf diesem „Mangel“ (an Nachhaltigkeit) wurden in den letzten Jahren Bemühungen, vor allem in Ländern wie Schweden, der Schweiz und Deutschland, angestellt, Erdgas auf natürlichem Wege aus erneuerbaren Energieträgern zu erzeugen. Tatsächlich sind gegenwärtig bereits einige Verfahren wie die Druckwasserwäsche und die Druckwechseladsorption als Stand der Technik einzustufen.
Alternative Verfahren wie chemische Wäschen (Aminwäschen) sowie Membranverfahren stehen kurz vor der Marktreife. Im Rahmen dieser Verfahren erfolgt die Aufbereitung von Biogas, das aus der anaeroben Fermentation in Biogasanlagen erzeugt wurde, auf Erdgasqualität. Dies geschieht in zwei Schritten. Im ersten Schritt wird eine Reinigung des Biogases vorgenommen. Die Reinigung umfasst die Abscheidung von Partikeln, die Trocknung sowie die Entschwefelung des Biogases. Im nachfolgenden Schritt wird die Methananreicherung, also die Abtrennung von Kohlendioxid, durchgeführt.  Ziel dieses Projektes stellt die Entwicklung eines neuen Verfahrens zur Aufbereitung von Biogas auf Erdgasqualität dar.  Dieses Verfahren bedient sich eines Temperaturwechsel-Adsorptionsprozesses (engl. Temperature Swing Adsorption, kurz TSA), um die notwendige Aufbereitung sicherzustellen. Bei dem zur Anwendung kommenden Adsorbens handelt es sich um einen getrockneten, schwach basischen Anionentauscher mit einer funktionellen Amingruppe. Diese sorgt dafür, dass saure Gase aus dem Biogas reversibel adsorbiert werden können.

Bisher wurden bereits Vorarbeiten wie thermogravimetrische Analysen und Versuche an einer Laborapparatur geleistet, die viel versprechende Ergebnisse bei der Kohlendioxidabtrennung lieferten und so auf eine Eignung dieses Verfahrens für großtechnische Anwendungen schließen lassen. Die Vorteile am Verfahren der Temperaturwechseladsorption gegenüber anderen genannten Verfahren wie beispielsweise der Druckwechseladsorption liegen in der höheren Produktgasreinheit, dem geringeren Methanverlust und auch im niedrigeren Energiebedarf.