Seit dem Herbst 2021 kann auf dem Hof von Andrea und Christian Müller in Thayngen (SH) besonders umweltfreundlich Biomethan getankt werden. Neben Kartoffeln und Fleisch produzieren Müllers auch Ökostrom, Wärme und neuerdings Biomethan für Fahrzeuge.
Es ist die erste Biomethan-Inseltankstelle der Schweiz in einer Landwirtschaftszone, die als zonenkonform eingestuft und bewilligt wurde.
Das Kehrichtfahrzeug der Firma Keller Kehricht Abfuhren GmbH ist bereits ein erster grosser Abnehmer des heimischen Treibstoffs. Das eingesammelte Grüngut zusammen mit dem Hofdünger von Müller Energie GmbH wird in der bestehenden Biogasanlage vergoren und in der neuen Aufbereitungsanlage von Apex AG zu Treibstoff «veredelt».
Die Energie aus den regionalen Abfällen wird so zum Treibstoff mit Herkunft «vor der eigenen Tür» und ersetzt den bisher eingesetzten Diesel.
An der Zapfsäule können auch private Biogas-Fahrzeuge getankt werden. Dazu kann von Müllers ein Tank-Chip bezogen werden und ab sofort ist die Tankstelle für den 24-Stundenbetrieb offen.
Biomethan tanken
Biomethan eignet sich vorzüglich für Personenwagen, Kommunalfahrzeuge, den Schwerverkehr und Busse. Je nach Fahrzeugtyp dauert die Betankung nur unwesentlich länger als mit Benzin oder Diesel.
Mit Biomethan fährt es sich ebenso ökologisch wie mit einem Elektroantrieb und stellt eine oft vergessene, attraktive Alternative dar.
Das bestehende Netz von Erdgas-/Biogastankstellen wird durch solche Inseltankstellen ergänzt und aufbereitetes Biogas kann getankt werden, an Orten wo kein Erdgas-/Biogasnetz vorhanden ist.
«Veredelung» von Biogas
Biogas entsteht bei der anaeroben Vergärung von Biomasse aus Kläranlagen, Landwirtschaftsbetrieben kommunalem Grüngut oder Gastronomieabfällen. Es enthält typischerweise etwa 55-60% Methan (CH4), 40-45% Kohlendioxid (CO2), ist mit Wasser gesättigt und enthält weitere Begleitstoffe wie Siloxane, Schwefelwasserstoff, Ammoniak, etc.
Wird das Biogas vorbehandelt (entfeuchtet und entschwefelt) kann es in Blockheizkraftwerken zur Produktion von Strom und Wärme genutzt werden. Diese Technologie ist tausendfach bewähret.
Für die Verwendung als Treibstoff muss Biogas zwingend weiter «veredelt» werden. Das CO2, Wasserdampf und weitere Begleitstoffe müssen fast vollständig entfernt
werden, um es als Biomethan ins Erdgasnetz einzuspeisen oder zum Tanken von Erdgas-/Biogasfahrzeugen zu nutzen.
Das Biogas wird gekühlt, entwässert und mittels Aktivkohlefilter von den Begleitstoffen getrennt. Anschliessend wird es verdichtet und den selektiven Membranen von Evonik Fibres GmbH zugeführt, wo das CO2 abgetrennt wird und so zu Biomethan oder Erdgasqualität aufbereitet wird.Durch die Abtrennung von CO2 wird der Methananteil von etwa 55 auf 96% erhöht. Mit dieser Qualität kann Biomethan ins Erdgasnetz eingespeist werden.
Für die Fahrzeugbetankung wird es weiterverdichtet und in Hochdruckflaschenbündel gespeichert und steht für die Betankung bereit.
Das Offgas mit geringem CH4-Anteil aus der Aufbereitung wird an die Atmosphäre abgegeben oder als Schwachgas dem Fermenter zurückgeführt, wo es dem Biogas zugemischt wird und im Blockheizkraftwerk zur Strom- und Wärmeproduktion genutzt wird.
Kompaktanlagen: Biomethan-Tankstelle und für die Gasnetzeinspeisung
Bei beiden Anwendungen enthält der 20-Fuss-Container (6 x 2.5 x 3 m) alle notwendigen Module. Die Anlagen arbeiten automatisch.
Einzig bei der Biomethan-Tankstelle mit integrierter Hochdrucktechnik steht der Hochdruckspeicher nebenan und die Zapfsäule dort, wo parkiert und betankt werden kann.
Der Container ist aufgeteilt in zwei Teilbereiche, den Ex-Bereich (Ex-Zone 2) mit den gasführenden Modulen sowie dem Nicht-Ex-Bereich mit der Steuerungstechnik und dem Kaltwassersatz. Die beiden Teilbereiche sind durch eine gasdichte Trennwand getrennt.
Aus dem Aufbereitungsraum führen die Ausblaseleitung für das abgetrennte CO2 und eine Entlüftungs-leitung über Dach.
Für allfällige Stillstandzeiten sind in beiden Räumen Raumheizungen installiert und die Räume sind mit den notwendigen Lüftungen versehen.
Wartungskosten
Für die Wartung fallen jährliche Kosten an. Ein grosser Teil dieser Kosten betreffen die Verdichter-Wartung, Filter, Austausch der Aktivkohle und weiterer Betriebsmittel sowie für Rückstellungen für den Ersatz von Verdichter, Aufbereitungs-Membranen und Gasanalysegeräte, etc. Bei sorgfältiger Überwachung der Membranen kann die von Evonik „garantierte“ Lebenserwartung von 3 Jahren stark verlängert werden.
Ein weiterer, grosser Teil der Wartungskosten entfallen auf die Wochenkontrollen, die nach eingehender Schulung und mit einiger Erfahrung vom ortsansässigen Betriebspersonal durchgeführt werden kann.
Per Fernzugriff wird die Anlage überwacht, Anpassungen können implementiert und bei allfälligen Störungen Ferndiagnosen erstellen und Eingriffen vorgenommen werden. Prädiktive Diagnosen und einfache Anpassungen erfolgen so einfach, schnell und kostengünstig. So sind Wartungsarbeiten einfach planbar, schnell und kostengünstig.
Unser Ziel: eine möglichst wirtschaftliche Gesamtlösung (Neubau und Betrieb).
Ökologisierung der Erdgasleitungen
Wird Biomethan ins Erdgasnetz eingespeist, ersetzt es sukzessive fossiles Erdgas. Auch die Einspeisung von synthetischem Methan (Power-to-Gas) oder Wasserstoff ersetzt weiter fossiles Erdgas. Der Trend zur Dekarbonisierung hält Einzug und schreitet voran.
Ausblick
Bereits sind die ersten Inseltankstellen von Apex in der Schweiz im Betrieb und weitere folgen, auch im grenznahen Ausland. Mit der zunehmenden Dekarbonisierung erhält auch Wasserstoff einen grösseren Stellenwert. Mit der Methanisierung kann Wasserstoff gebunden und ins bestehende Erdgasnetz eingespeist werden. Apex beobachtet diese Entwicklung aktiv und kooperiert mit verschiedenen Instituten und Forschungsanstalten und ist am Technologietransfer interessiert. Mit der Realisierung von Pilotprojekten werden Erfahrungen im Feld gesammelt. Diese sind Vorläufer von zukünftigen, marktreifen Produkten. Sie dürfen gespannt sein….