Small solutions go global

Können Sie sich ein Leben mit LNG (Liquefied Natural Gas), LBG (Liquefied Biogas) oder LMG (Liquefied Methane Gas) in Deutschland, der Schweiz, Österreich oder wahlweise Europa vorstellen? Nein, ich auch nicht, noch nicht. Was versteckt sich eigentlich hinter diesen Abkürzungen? Beim Verflüssigungsprozess werden methanhaltige Gase – Erdgas, Biogas und Deponiegas – auf bis zu -163°C heruntergekühlt und können bei Atmosphärendruck oder leicht darüber gelagert werden – je nach Anwendung. Szenarien gibt es viele, aber konkret zeigt sich, dass die Biogas/Deponiegas Verflüssigungskette umsetzbar wäre.

Weiter nachgefragt lässt sich feststellen, dass LBG/LMG im Fahrzeugbereich einsetzbar ist. Erste Beispiele aus England und den USA zeigen, daß LMG, aus Deponiegasen im Transportbereich von den Kunden angenommen wird. Um soweit zu kommen, bedarf es Technologien, um diese Gase von CO2, Schwefel, Wasser, Stickstoff, Sauerstoff, und vielen anderen zu reinigen, zu komprimieren, zu verflüssigen und dann vor Ort zu lagern. Dabei muss Elektroenergie aufgewendet werden, im Bereich von 0.7 bis 1.5 kWh/kg produziertes LBG/LMG für die gesamte Anlage. Ein m³ LGB/LMG im Lagertank entspricht dabei 600 Nm³ (Normalkubikmeter, bezogen auf 1 bar und 0°C) gereinigtes Gas mit einem mittleren Brennwert von rund 10 kWh/Nm³ .

Der Transport von LBG/LMG erfolgt in Kältetanks auf LKWs, welche bis zu 50 m³ LBG/LMG (äquivalent zu rund 30 000 Nm³ Gas) aufnehmen können. Die Argumente für den Umstieg von CNG (Compressed Natural Gas) auf LBG/LMG kommen jetzt in Spiel. Ab einer Reichweite von 100 km spricht die hohe Energiedichte für den Einsatz von LBG/LMG.

Ebenfalls kann an einer existierenden CNG Tankstelle, aus LMG mit niedrigem Elektroenergieaufwand CNG, oder, um den richtigen Terminus zu bewahren CMG (Compressed Methane Gas), hergestellt und vertrieben werden. Fahrzeuge, vor allem im Schwerlasttransport sind vorzugsweise als Zielgruppe angesehen, wenn es um den direkten Einsatz von LBG/LMG geht.

Die oben angeführten Beispiele aus England und den USA zeigen den möglichen Weg in die richtige Richtung, um aus Abfällen Energie für den Transportsektor zu erzeugen. Projekte dieser Größenordnung werden auch als Mini LNG Anlagen bezeichnet. Der Vorbehandlungsprozess kann abhängig vom Anwendungsfall als Kombination aus drucklosen Aminwäschen sowie nachgeschalteten Adsorptionskolonnen, oder als reine Adsorptionanlage ausgelegt werden. Die Reinheitsparameter vor der Verflüssigung sind dabei strikt einzuhalten, um ein Zufrieren der Wärmewechsler (vorwiegend durch CO2 und Wasser) und Korrosionsprobleme zu vermeiden. Die vorgeschriebenen Maximalwerte für nicht erwünschte Gasbestandteile für LBG respektive LMG sind dabei:

• CO2: 50 ppm (0.005 Mol-%)
• Schwefel: 4 ppm
• Wasser: 1 ppm (0.0001 Mol-%)
• Stickstoff: 1 Mol-%
• Sauerstoff: 1 Mol-%

Anfallende Restgase aus den Regenerierungsprozessen werden zur Deckung des Energiebedarfs der Anlage verstromt. Verflüssigungsanlagen der Größenordnung bis 15 Tonnen LBG/LMG pro Tag (äquivalent zu rund 22 000 Nm³ gereinigtes Gas pro Tag) basiert auf einem Gemisch von Kohlenwasserstoffen sowie Stickstoff (als Kältmemittel), welches fortwährend komprimiert, in Zweiphasenströme aufgetrennt, entspannt und verdampft wird.

Innerhalb dieser Parameter wird das Kühlmittel über eine Anordnung von gewöhnlichen Plattenwärmewechslern genutzt, um das gereinigte Gas auf bis zu -163°C herunterzukühlen. Gasseitig sind dabei Drücke von bis zu 30 bar notwendig. Das Novum der Konzeptes der Mini LNG Anlagen muss daher der konsequente Einsatz von Standardkomponenten bestehen, um die Investitionskosten und Anlagenlieferzeiten niedrig zu halten.

Können Sie sich vorstellen, mit LBG/LMG aus Biogas oder Abfällen ihr Auto, LKW oder Bus anzutreiben? Ja, ich auch, nur noch nicht jetzt.