Sectorgerelateerde onderwerpen
Gezien de dringende noodzaak van klimaatverandering en energieonafhankelijkheid, roepen allerlei economische, wetenschappelijke en politieke krachten op tot een hogere brandstofefficiëntie en energie-innovatie. Aardgas wordt beschouwd als de meest milieuvriendelijke fossiele brandstof – hoewel sommigen dit punt zullen betwisten – en een manier om het een zuinigere hulpbron te maken, is het recyclen ervan voor toekomstig gebruik. Het proces van aardgasrecycling is uniek en de voordelen zijn talrijk. Waarom is dit nodig?
Vergeleken met olie en steenkool springt aardgas eruit als de schoonst brandende brandstof. Toch is het niet zuiver, vooral wanneer methaan (CH₄) – dat 97 procent van aardgas uitmaakt – onverbrand blijft. Dit resterende methaan dient als een belangrijk broeikasgas, dat aanzienlijk bijdraagt aan de opwarming van de aarde. Recycling kan dit probleem tot op zekere hoogte aanpakken. Bovendien maakt het proces de totale productie goedkoper en daardoor het product goedkoper voor de consument. Vanuit dit perspectief is de vraag niet óf aardgas moet worden gerecycled, maar hóe dit moet gebeuren.
Het recyclingprogramma concentreert zich op het opvangen van ruw aardgas uit hernieuwbare bronnen. Wat betekent dat? Methaan kan worden teruggewonnen uit andere bronnen dan geologische afzettingen. CH₄ is ook overvloedig aanwezig wanneer organisch materiaal afbreekt en uiteindelijk leidt tot methaanemissie. Deze vorming vindt plaats wanneer de organische materialen een gebrek aan zuurstof hebben, vandaar de term "anaerobe vergisting". In de regel kan het organische materiaal zo divers zijn als kadavers van dode wilde dieren, gevallen bladeren, vogelpoep, weggegooid voedselafval, grasmaaisel of afvalwaterinhoud, om maar enkele componenten van substraat te noemen. Toch staan veestapelgier en stortplaatsen het meest bekend om de overvloedige uitstoot van CH₄.
Wanneer we spreken over recycling, bedoelen we niet noodzakelijkerwijs hetzelfde materiaal opnieuw gebruiken. Aardgas als fossiele brandstof vormt zich gedurende miljoenen jaren en is op zichzelf geen hernieuwbare energiebron. Begonnen als gefossiliseerd zoöplankton en fytoplankton, bezinken deze organismen op de oceaanbodem en vermengen zich dan met anorganisch materiaal. De energie van aardgas begon als zonlicht, ingevangen door het plankton. Dit is duidelijk een evolutie die millennia en zelfs miljoenen jaren omspant. Dus, waar gaat dit alles over recycling?
Door het methaan van stortplaatsen en mestlagunes – waarvan de ruwe versie biogas wordt genoemd – op te vangen, oogsten producenten niet alleen een overvloedige vorm van energie, ze voorkomen ook dat CH₄ in de atmosfeer terechtkomt en als een schadelijk broeikasgas milieuschade aanricht. Dus, net als bij huishoudelijke recycling, gaat het hierbij om het scheiden van de waardevolle componenten van het afval. Het winnen van methaan uit afval is biogasrecycling, d.w.z. het scheiden van een waardevolle energiebron van de rotzooi.
Het opvangen van methaan uit organische materialen is niet nieuw. Biogas werd in de 19e eeuw gebruikt om straatverlichting te voeden en wereldwijd in arme landen om te koken. De technologie is echter zodanig verbeterd dat biogas beschikbaar is voor elektriciteitsnetten en openbaar vervoersvloten. Toch werkt anaerobe vergisting nog steeds zoals het altijd heeft gedaan.
Nemen we mest als voorbeeld, dan komt het dierlijke afval in een zuurstofvrije tank terecht voor de vergisting. De eerste fase is bacteriële hydrolyse, waarbij onoplosbare polymeren eerst worden afgebroken. Vervolgens dient acidogenese om de nu bruikbare verbindingen, d.w.z. suikers en aminozuren, verder om te zetten in kooldioxide (CO₂), ammoniak (NH₃), waterstof (H) en organische zuren. Ten derde zet acetogenese de organische zuren om in azijnzuur. Ten slotte zetten methanogenen de NH₃, CO₂, H en azijnzuur om in CH₄ en CO₂. De enige resterende taak is het zuiveren van het methaan van kooldioxide en sporenstoffen.
Het resterende materiaal is digestaat. Dit wordt vaak gesynthetiseerd voor kunstmest, bedding en een groot aantal andere toepassingen. Ondertussen vereist het methaan verwerking afhankelijk van het uiteindelijke gebruik. Zoals hierboven vermeld, blijft de vergistertechnologie in verfijning toenemen. Vergisters vallen in vier brede categorieën.
worden veel gebruikt in de Verenigde Staten. Dit ontwerp houdt het substraat constant geroerd en de warmte precies op optimale temperaturen. De tanks zijn van beton of staal en ontvangen verdund substraat om het mengen te vergemakkelijken.
ontvangen nieuwe grondstof (substraat) zonder aanzienlijke verwarming of menging toe te passen. De tanks hebben een lange en smalle vorm. Deze vergisters komen voornamelijk voor op melkveebedrijven waar mest door schrapen wordt verzameld.
zijn een soort hybride tussen complete-mix en plug-flow ontwerpen. Regelmatig mengen is aanwezig, maar verdunning van het substraat niet. Deze vergisters presteren ook het best in melkveebedrijven en, net als plug-flow, bevinden de tanks zich onder de grond.
stapelen organisch materiaal op een hoop en besproeien de hoop met microben en versere grondstof. Buigzame blazen bevinden zich boven de tankinhoud en ontvangen het opstijgende biogas. Trouw aan zijn naam verwerkt de droge vergister grondstoffen met het hoogste percentage vaste stoffen. Het is bijzonder geschikt voor plantaardig afval uit tuinen.
Samenvattend, aardgas is niet onderworpen aan recycling in de traditionele zin. In plaats daarvan vult hernieuwbaar aardgas, biogas, geologisch aardgas aan en is het in schijnbaar onbeperkte hoeveelheden beschikbaar. Dit biedt veelbelovende perspectieven voor groene energieprojecten.
Spreek een specialist
Vragen over gasrecycling voor uw installatie?
