Brancheemner
Forskning og udvikling af alternative energikilder fortsætter ufortrødent, og resultaterne er ofte lovende. Efterhånden som energiselskaber og regeringer samarbejder om at minimere afbrænding af fossile brændstoffer som en måde at afbøde klimaændringernes skadelige virkninger på, omfatter deres mission ikke kun muligheden for alternative kilder, men også optimering af disse erstatninger, så de er effektive, omkostningseffektive og egnede til både transport og lagring. Da biogas – længe en kilde til opvarmnings- og madlavningsbrændsel – får en større rolle som grønt energimedium, forfines teknikker og metoder til at behandle den for bredere og nemmere anvendelse.
At vide, hvordan biogas dannes, er centralt for at forstå, hvorfor biogasopgradering er praktisk og nødvendig. De fleste har haft en vis erfaring med biogas, om ikke andet gennem lugtesansen. Når organisk materiale nedbrydes, nedbrydes dets komponenter enten med eller uden ilt, f.eks. på en losseplads eller under en stor bunke græsafklip eller komøg. I sidstnævnte tilfælde nedbryder særlige bakterier stofferne til en række kemiske forbindelser over flere stadier af forrådnelse. Blandt de endelige forbindelser, der er tilbage, dominerer metan (CH₄) og kuldioxid (CO₂). Disse kombineres med andre forbindelser for at danne biogas. Ud over CO₂ og CH₄ er der også gasser i mindre mængder. Selvom disse sporkomponenter er beskedne i proportion, har de en skadelig virkning, idet de gør biogassen ubrugelig og endda farlig. Flygtige organiske forbindelser som terpener og siloxaner kan forringe biogassen ligesom vanddamp og svovlforbindelser. Især hydrogensulfid er ikke kun farligt for menneskers sundhed, men beskadiger også rørledninger og lagertanke. Ud over disse problemer mindsker CO₂ i sig selv biogassens brændstofeffektivitet betydeligt. Det ideelle er derfor at producere metan i en så ren form som muligt.
Formålet med biogasopgradering er at skabe en vedvarende naturgas (RNG), dvs. egnet til rørledningstransport og velegnet til brug overalt, hvor konventionel naturgas anvendes. Den primære forskel er, at RNG – eller biometan – let genopbygges sammenlignet med naturgas opnået fra geologiske aflejringer. Biometan kan flydende gøres eller komprimeres til køretøjsbrændstof. Desuden overholder det de føderale Renewable Fuel Standard-krav, der er fastsat af Environmental Protection Agency (EPA). Kort sagt reducerer brugen af RNG drivhusgasemissionerne betydeligt.
Vanddamp kan mætte biogas, der opsamles fra en anaerob reaktor, og udgør op til 12 procent af gasmassen, selvom det er mindre end én procent af indholdet. Denne damp kan kondensere under transport gennem rørledninger og derved korrodere dem. Det er derfor vigtigt at fjerne H₂O før transport. Damp vil kun kondensere til flydende H₂O ved dugpunktet. At opnå dette er muligt på flere måder. For det første kan gassen køles ned til den temperatur, der svarer til dugpunktet. Dette opnås ofte ved at grave gasledningen ned under jorden og installere en fælde for kondenseret vand. Et andet scenarie involverer anvendelse af silicagel i biogasopgraderingssystemet til at fange dampen og lade biogassen fortsætte til yderligere raffinering.
Bare en smule hydrogensulfid (H₂S) kan forårsage mange problemer. Udover at true åndedrætssundheden hos mennesker, dyr og planter, er denne forbindelse – undertiden kaldet kloakgas – kendt for at forårsage ødelæggende korrosion på lagertanke og rørledninger. Selvom dens tilstedeværelse knap registreres i de fleste biogaser, er der alligevel nok af den til at udgøre forfærdelige konsekvenser, hvis den ikke fjernes. En måde at mindske dens tilstedeværelse i biogassen er ved at tilsætte jernforbindelser til den anaerobe reaktor, før substratet, dvs. det organiske materiale, tilsættes. Svovlforbindelser forbliver derefter i afgasset biomasse, efter at biogassen er udvundet. Ofte er forebyggende handling dog ikke tilstrækkelig i sig selv. Aktivt kul kan reagere med H₂S for at oxidere det og binde molekylerne til kulstoffets overflade. En anden fjernelsesprocedure er at lede gassen gennem en natriumhydroxidopløsning eller gennem faste stoffer behandlet med jernoxid.
Bortset fra metan er kuldioxid den mest udbredte forbindelse i biogas. Desværre fratager CO₂ biogassen dens energiværdi og brændstofeffektivitet. En af de mest almindelige måder at reducere CO₂-indholdet på er gennem indsprøjtning af tryksat biogas absorberet i en stor cylindrisk tank fyldt med vand i mellem 20 og 40 dage. Forurenende stoffer nedbrydes derefter, og den rensede gas pumpes ud. Andre teknikker omfatter membraner, der fanger metanen, men lader kuldioxiden strømme igennem, samt adsorption af kemisk reaktive medier.
Tal med en specialist
Spørgsmål om biogasopgradering til dit anlæg?
