Biomethaan

Gaszuivering

Welke componenten uit het biogas moeten verwijderd worden hangt af van de toepassing van het gas:Voor gebruik van biogas in boilers is het aan te raden door ontzwaveling de H2S-concentratie onder de 1000 ppm te krijgen. Dit is vooral omdat H2S in combinatie met water sterk corrosief werkt. Het is ook aan te raden om het water (bvb. door condensatie) uit het biogas te verwijderen, alhoewel dit geen noodzakelijke voorwaarde is. Verwijdering van de koolstofdioxide is niet nodig.

Het biogas gebruikt in gas- of dieselmotoren moet ongeveer aan dezelfde voorwaarden voldoen als gas voor boilers. Alleen is het hier nog belangrijker de H2S-concentratie zo laag mogelijk te houden. Voor de meeste motorleveranciers moet de H2S-concentratie lager zijn dan 500 ppm of 250 ppm. Het gas wordt ook het best verwijderd uit het biogas.

Wanneer men biogas wil gebruiken als voertuigbrandstof of om aan het aardgasnet te leveren, dan moet het biogas verder opgezuiverd worden tot biomethaan. Hierbij worden CO2, H2S en andere sporenelementen verwijderd.

Ontzwavelen kan met volgende technieken:

  • Toevoegen van ijzer dat met zwavel neerslaat tot ijzersulfide: FeCl3, ijzeroxide pellets, ijzerwater of ijzerkrullen
  • Fysische absorptie in water door scrubbing
  • Chemische absorptie door scrubbing in NaOH
  • Biologische processen waarbij steeds lucht toegevoegd wordt aan het gas, met de vorming van zwavel en/of zwavelzuur.
    • Intern in de gasfase van de vergister, waarbij gebruik gemaakt wordt van een drijflaag, houten skelet, net, of ander dragermateriaal voor de H2S-oxiderende bacterieën. In dit geval wordt lucht in de gasfase van de vergister geïnjecteerd.
    • Een externe reactor met een dragermateriaal. Een externe reactor is beter controleerbaar en de werking is zekerder.
  • Actief kool, met de vorming van zwavel en water. Actief kool is doorgaans een 'polishing' stap, en wordt duur voor het verwijderen van hoge concentraties.

Verwijdering van CO2 kan met volgende technieken:

  • Adsorptie in water
  • Absorptie in polyethyleenglycol
  • Moleculaire zeven
  • Membraantechnologie
  • Cryogene techniek

Voor de opwerking tot biomethaan kan gebruik gemaakt worden van de energie afkomstig uit een WKK die draait op een deel van het geproduceerde biogas.

Injectie

Ook al is er op dit moment geen injectie van biomethaan in het aardgasnet, toch zijn de specificaties door de VREG al meegenomen in het Technisch Reglement Distributie Gas. Op aangeven van de sectororganisatie Synergrid en in afwachting van de geharmoniseerde Europese standaard is een technische aanbeveling opgemaakt. Deze is hier te vinden. Door injectie op het bestaande gasnet kan in principe de hernieuwbare energievorm snel en efficiënt getranporteerd worden. Ook is het dan mogelijk van groen gas te gaan verhandelen op een grotere Europese markt. Wel moet er een transparant en bruikbaar systeem zijn om de oorsprong te garanderen.

Vervoersbrandstof

Biomethaan kan niet enkel worden gebruikt voor de productie van groene stroom en warmte, maar ook als vervoersbrandstof. Het voordeel hiervan is dat aardgas reeds beschikbaar is als vervoersbrandstof onder de vorm van CNG, en het biomethaan gewoon kan worden bijgemengd. Diesel of benzine voertuigen kunnen gemakkelijk worden omgebouwd naar CNG-wagens, en er zijn in Vlaanderen reedstientallen CNG-oplaadpunten in werking.

Bovendien wordt de zeer kleine meerkost van CNG-wagens (gewone brandstofmotoren kunnen ook éénvoudig worden omgebouwd tot CNG-motoren) zeer snel gecompenseerd door
de goedkope kostprijs (accijnsvrij) van CNG (tot 50% goedkoper per km). De autonomie van CNG-voertuigen is iets beperkter (300km) dan deze van klassieke brandstofvoertuigen, maar beter dan deze van elektrische wagens (150-250km).

Het gebruik van bio-CNG kan leiden tot een zeer performante biofuel. Volgens de richtlijn 2009/28/EC van de Europese unie is de ”well to wheel” uitstoot bij gebruik van biomethaan als vervoersbrandstof het laagst van alle bio-fuels. Anderzijds is biogas een 2de generatie biobrandstof; dit betekent concreet dat stromen kunnen worden benut die niet in competitie staan met de menselijke voedselproductie. Wanneer toch energiegewassen worden gebruikt kan via biomethaan tot 33% meer energie worden gehaald uit ééndezelfde landbouwoppervlakte dan eerste generatie biobrandstoffen.

Biomethaan wordt bij hogere drukken en lagere temperatuur ook in vloeibare vorm gebracht en heeft net dezelfde eigenschappen en quasi samenstelling als LNG (liquified natrual gas). Vloeibaar biomethaan wekt de interesse als vervoersbrandstof omdat er een veel grotere autonomie mee kan bereikt worden dan CBG, de energiedichtheid is immers nog groter dan bij gecompresseerd gas. Proefprojecten lopen om trucks en vaartuigen op (bio)-LNG aan te drijven.