grüne Gase

Sektorkopplung in der Praxis: Aus Biogas wird Bio-LNG

Erdgas Südwest

Bei dem biohybrid-Konzept der Erdgas Südwest wird Biogas zunächst zu Biomethan aufbereitet. Das Biomethan wird dann durch Herunterkühlen auf minus 162 °C zu Bio-LNG (Bio-Liquified Natural Gas). Dabei verringert sich das Volumen deutlich: Aus 600 Kubikmetern gasförmigem Biomethan entsteht ein Kubikmeter flüssiges Bio-LNG, das z. B. in mobilen Tanks gespeichert werden kann.

Beim biohybrid-Konzept wird zunächst Biogas entschwefelt und Kohlenstoffdioxid abgetrennt. Danach erfolgt die Verflüssigung zu Bio-LNG. Für diesen Prozess wird Wärme und Strom benötigt. Beides wird durch die Energiezentrale, das Herzstück der biohybrid-Anlage, bereitgestellt.

Das Besondere der biohybrid-Anlage ist die hybride Fahrweise. Entweder wird die Energie über ein gasbetriebenes Blockheizkraftwerk oder durch erneuerbaren Strom aus dem Netz und einer Power-to-Heat Anlage bereitgestellt. Das entlastet nicht nur das Stromnetz, sondern macht erneuerbare Energien aus Sonne und Wind speicherbar.

Bio-LNG kann vielfältig eingesetzt werden und birgt neue Absatzmärkte für Biogasanlagen nach der EEG-Förderung. Es kann die Versorgungssicherheit erhöhen und der Versorgung von Non-Pipeline-Gebieten dienen. Auch der Einsatz in der chemischen Industrie, im Verkehr und in der Schifffahrt ist möglich.

von: Melanie Gimmy, Erdgas Südwest GmbH, Ettlingen

Um die regionale Energieversorgung nachhaltiger und effizienter zu gestalten, hat Erdgas Südwest das Konzept biohybrid entwickelt. Dabei wird das Erdgasnetz in Zusammenspiel mit einem Bio-LNG-Speicher als großer Grünstromspeicher genutzt, um Strom aus Wind und Sonne sinnvoll in das Energiekonzept einer Region zu integrieren. Mit dem biohybrid-Konzept koppelt der regionale Energiedienstleister zudem die Energiesektoren Strom, Wärme und Verkehr.

Kernstück der biohybrid-Anlage ist neben einem Biomethanverflüssiger und einem Bio-LNG-Speicher eine Energiezentrale, die den hybriden Energieeinsatz regelt und so der hohen Volatilität der erneuerbaren Energien aus Sonne und Wind entgegenwirkt. Die Energiezentrale besteht im Wesentlichen aus einem Blockheizkraftwerk (BHKW) und einer Power-to-Heat-Anlage. Steht mehr Strom aus Wind und Sonne zur Verfügung als verbraucht wird, wird die Erzeugung von Wärme und Strom im BHKW reduziert und der überschüssige erneuerbare Strom direkt dafür genutzt, das Biogas zu reinigen und das Biomethan zu verflüssigen. Die Wärme für die Biogasaufbereitungsanlage wird durch Power-to-Heat produziert. Das entstehende sogenannte Bio-LNG kann dann in dem Bio-LNG-Speicher gespeichert werden.

Kommt es aufgrund der Witterung hingegen zu einem Energieengpass, wird die Wärme- und Stromerzeugung im BHKW wieder erhöht, zusätzlich kann das gespeicherte Bio-LNG dann wieder in den gasförmigen Zustand gebracht und in das Erdgasnetz eingespeist werden. Als Speicher für erneuerbare Energien übernimmt die biohybrid-Anlage im Infrastruktursystem also eine ähnliche Funktion wie Power-to-Gas-Anlagen.
 


Mehr Flexibilität

Die biohybrid-Anlage wird am besten dort platziert, wo es große Biogasaufkommen gibt – die Wärmeabnehmer müssen jedoch nicht mehr am Ort der Biogaserzeugung sein, da das Erdgasnetz und der Transport des Bio-LNG per Lkw beide miteinander verbindet. Die Erzeugung von Bio-LNG bietet damit extrem viel Flexibilität und vielfältige Nutzungsmöglichkeiten des grünen Gases: Entweder kann das Bio-LNG zu einem beliebigen Zeitpunkt wieder verdampft und in das Erdgasnetz eingespeist oder in einem BHKW vor Ort zur Strom- und Wärmeerzeugung genutzt werden. Alternativ kann das flüssige Biomethan auch zu weiter entfernten BHKW transportiert werden. Der Energieträger kann so an jedem Ort und wann immer nötig zur Versorgungssicherheit beitragen und das auch unabhängig von infrastrukturellen Voraussetzungen wie beispielsweise dem Gasnetz, ein enormer Vorteil für strukturschwache Gebiete.

Bio-LNG senkt Emissionen im Verkehr

Auch im Verkehrssektor gilt Bio-LNG als vielversprechende Zukunftslösung. Denn beim 100 Prozent erneuerbaren Bio-LNG ist selbst der Verbrennungsprozess CO2-neutral. Würde der alternative Kraftstoff also z. B. im Schwerlastverkehr eingesetzt werden, der über 40 Prozent der verkehrsbedingten Stickoxid-Belastung in Deutschland verursacht, könnten hier schnell deutliche Emissions- und Feinstaubminderungen realisiert werden, ohne dass dafür ein Systemwechsel und damit ein Kraftakt für die Infrastruktur nötig ist. Hierfür sind jedoch verbindliche und technologieoffene Minderungsziele im Verkehrssektor von der Politik gefordert.

"Es gibt klare Dekarbonisierungsziele der Bundesregierung, die wir mit einer Elektrifizierung allein nicht werden erreichen können. Gas kann grün. Grüne Gase in Kombination mit moderner Technik und alternativen Substraten können deutlich zur Reduzierung der CO2-Emissionen eingesetzt werden. Jedoch müssen dazu die Rahmenbedingungen sinnvoll gesteckt werden."
Ralf Biehl, Geschäftsführer Erdgas Südwest

Derzeit plant Erdgas Südwest eine biohybrid-Anlage mit einer Aufbereitungskapazität von 1.000 Kubikmetern Biogas pro Stunde und einer Produktions- und Speicherkapazität von bis zu 10 Tonnen Bio-LNG pro Tag. Damit könnten rund 2.500 Durchschnittshaushalte ein Jahr lang mit Biomethan versorgt und gleichzeitig etwa 11.000 Tonnen CO2 eingespart werden.

Über die Autorin
Melanie Gimmy ist seit 2014 Projektingenieurin Erneuerbare Energien bei Erdgas Südwest und begleitet das Projekt biohybrid. Nach dem Maschenbaustudium beschäftigte sich Gimmy hauptsächlich mit Biogasanlagen sowie Biomassekraftwerke und hatte die technische Projektleitung bei der Modernisierung und dem Umbau eines Industrieheizkraftwerkes inne.

Kontakt über:
Susanne Freitag
Erdgas Südwest GmbH
Tel.: 07243 216-403
s.freitagerdgas-suedwestde
www.erdgas-suedwest.de