Firmenprofil. Perspektive. Verfahren. Vorteile. Produktion

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1 Firmenprofil Perspektive Verfahren Vorteile Produktion

2 Vorwort Mit der Gasaufbereitung hat im Biogasmarkt ein neues Zeitalter begonnen. Jeder hat jetzt die Chance, eine Biogasanlage mit einem optimalen Wirkungsgrad zu bauen. Unter den Gesichtspunkten Effizienz und Akzeptanz in der Öffentlichkeit ist dies ein Meilenstein in der Entwicklung des Produktes Biogas. Mit einer hohen Methanreinheit von 99 Prozent und einem Methanschlupf von unter 0,1 Prozent erreicht die Aminwäsche Kennwerte, die ein Alleinstellungsmerkmal sind. Insofern sind wir stolz, dieses Verfahren der Gasaufbereitung anbieten zu können. Bodo Drescher Geschäftsführer der MT-Biomethan GmbH Unternehmensprofil Die MT-Biomethan GmbH wurde im Mai 2008 gegründet. Das Unternehmen bietet das komplette Spektrum der Gasaufbereitungs- und Einspeisetechnik an. Die Anlagen werden am neuen Standort in Zeven an drei parallelen Fertigungsplätzen in Serie produziert. In unserem Spezialistenteam mit Fachkräften der Energiewirtschaft, des Anlagenbaus sowie der Verfahrensund Chemietechnik haben wir Erfahrung und Knowhow vereint. Die Aufbereitungstechnik der MT-Biomethan GmbH arbeitet mit einer drucklosen Aminwäsche. Damit wird Biogas auf Erdgas qualität veredelt und anschließend ins Gasnetz eingespeist. Dieses Aufbereitungsverfahren zeichnet sich durch einen extrem geringen Methanverlust von weniger als 0,1 Prozent bei gleich zeitig sehr hohen Methanreinheiten von 99 Prozent aus. Neben der Produktion der Aufbereitungstechnik erstreckt sich das Produktportfolio der MT-Biomethan GmbH auch auf die zugehörige Einspeise- und Transporttechnik. Hierzu gehören Einzelkomponenten wie Konditionierung, Verdichtung, Trocknung, volumetrische Messung, Qualitätsmessung und Odorierung. Somit spricht die Technik der MT-Biomethan GmbH sowohl Betreiber von Biogasanlagen als auch Energieversorger direkt an.

3 MT-BioMethan Die neue Perspektive Zahlreiche Biogasanlagen, die das produzierte Gas vor Ort verstromen, arbeiten ohne ein Wärmekonzept, das den Gesamtwirkungsgrad der Biogasanlage entscheidend erhöht. Häufig gibt es in der näheren Umgebung keine Möglichkeit, die Wärme gewinnbringend einzusetzen, denn nicht jede Biogasanlage hat ihren Standort direkt neben einem Industriegebiet mit potenziellen Wärmeabnehmern. Eine Verstromung direkt am Ort der Biogasanlage ist daher in vielen Fällen ineffizient. Besser ist es, das Gas dort zu verstromen, wo Strom und Wärme gleichermaßen optimal genutzt werden können. Da Biogas zu Prozent aus Methan besteht und Methan Hauptbestandteil von Erdgas ist, bietet sich als Transportmedium das Erdgasnetz an. Um die Qualität des Biogases an die von Erdgas anzupassen, muss es aufbereitet werden. Die Energie der unbegrenzten Möglichkeiten Die Einsatzmöglichkeiten dieses aufbereiteten Gases sind nahezu unbegrenzt. Mit der Einspeisung in das öffentliche Erdgasnetz und der Verstromung über ein BHKW am optimalen Standort ist es heute möglich, diesen Energieträger hocheffizient zu nutzen. Zentrale Nutzung bei dezentraler Erzeugung sind grundsätzliche Anforderungen an künftige Energieträger, die Biomethan heute schon erfüllt. In Deutschland werden 50 Prozent der Energie als Wärme genutzt. Biomethan ist hierfür ein idealer Brennstoff. Als Kraftstoff für umgerüstete Fahrzeuge ist Biomethan der Ersatzkraftstoff der Zukunft. Die Speicherfähigkeit der Energie eröffnet neue ökologische und ökonomische Möglichkeiten. Die CO 2 -neutrale Herstellung und hocheffiziente Nutzung von Biomethan leistet einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz.

4 Biokraftstoffe im Vergleich So weit kommt ein Pkw mit Biokraftstoffen von 1 Hektar Anbaufläche Biomethan km BtL (Biomass-to-Liquid) km Rapsöl km* Biodiesel km* Bioethanol km* * Biomethan aus Nebenprodukten (Rapskuchen, Schlempe, Stroh) Pkw-Kraftstoffverbrauch: Otto 7,4 l/100 km, Diesel 6,1 l/100 km Quelle: Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.v. (FNR) Mit einem Hektar um die Welt Auf Grund der weltweit steigenden Nachfrage nach pflanzlichen Rohstoffen wird es immer wichtiger, die knappe Ressource Ackerland so effizient wie möglich zu nutzen, um gleichzeitig die Ernährung sicherzustellen und das Klima zu schützen. Im Jahr 2009 wurden in Deutschland auf gut zwei Millionen Hektar (17 Prozent der Gesamtackerfläche) Rohstoffpflanzen überwiegend für die energetische Nutzung angebaut. Mehr als die Hälfte davon macht allein Raps aus, der insbesondere zur Produktion von Biodiesel genutzt wird. Bei einem Vergleich der verschiedenen Biokraftstoffe wird deutlich, wie unterschiedlich der Netto- Energiegewinn sein kann. Mit dem Biomethan, das sich aus einem Hektar Anbaufläche gewinnen lässt, könnte ein Auto mit durchschnittlichem Kraftstoffverbrauch eine Strecke von Kilometer fahren also nicht weniger als 1,5-mal um die Erde. Das entspricht einer Ersparnis von Liter Kraftstoff aus fossilen Energiequellen. Biodiesel aus Raps oder Ethanol aus Getreide beziehungsweise Mais würde dagegen gerade einmal für ein Drittel der Strecke ausreichen.

5 BCM-Verfahren in Lizenz der DGE GmbH Wittenberg Vom Acker in das Erdgasnetz Das methanhaltige Rohbiogas entsteht bei der Vergärung unterschiedlicher Substrate. Es enthält je nach Inputstoff Methananteile von Prozent. Der Rest setzt sich hauptsächlich aus Kohlendioxid und Spuren von Schwefel, Stickstoff und Sauerstoff zusammen. Fließschema einer zweistufigen Biogasanlage mit Gasaufbereitung Einspeisung Nachwachsende Rohstoffe (NawaRo) z.b. Maissilage Biogas Biogas Biomethan Einspeisung ins Erdgasnetz Tragluftfolienabdeckung Tragluftfolienabdeckung Tragluftfolienabdeckung Mist, Gülle Gasspeicher Gasspeicher Gasspeicher Rührwerk Fermenter Nachgärer Gärproduktlager Feststoffeintrag Hochwertiger landwirtschaftlicher Dünger

6 4 5 Biomethan W = Wärmetauscher P = Pumpe F = Abscheider/Reaktor K = Waschkolonne Funktionsbeschreibung der MT-BioMethan -Gasaufbereitungstechnologie 1 Entfeuchtung Im ersten Schritt wird das mit Wasserdampf gesättigte Rohbiogas getrocknet. Diese Entfeuchtung ist notwendig, damit sich die Konzentrationsverhältnisse in der Aminwaschlösung nicht ändern. 2 Entschwefelung Noch im Rohbiogas vorhandener Schwefelwasserstoff muss vor der eigentlichen Aminwäsche entfernt werden. Dazu durchströmt das Biogas ein speziell beschichtetes Aktivkohlefiltersystem. Es besitzt eine sehr hohe Beladungskapazität für Schwefelwasserstoff, der innerhalb des Systems in elementaren Schwefel umgewandelt und dort festgehalten wird. Der abgeschiedene Schwefelanteil gelangt auf diesem Wege wieder in den natürlichen Stoffkreislauf zurück.

7 3 Drucklose Aminwäsche - Abscheidung des Kohlendioxids aus dem Biogas Bei der drucklosen Aminwäsche strömt das zuvor entfeuchtete und entschwefelte Biogas in eine mit Füllkörpern bepackte Waschkolonne. Bei der Waschlösung handelt es sich um eine wässrige Aminlösung. Diese fließt von oben nach unten, also im Gegenstrom zum Gas. Der Waschprozess erfolgt bei einer Temperatur von 40 C. Die Füllkörper in der Kolonne vergrößern deutlich die Oberfläche, so dass ein intensiver Stoffaustausch zwischen Gas- und Flüssigkeitsphase stattfindet. Die Aminlösung kann auf Grund ihrer chemischen Eigenschaften das im Biogas enthaltene Kohlendioxid sehr gut aufnehmen (absorbieren). Das Methan hingegen reagiert nicht mit der Waschflüssigkeit und kann am Kopf der Kolonne als hochreines Biomethan abgezogen werden. Die Selektivität der Waschlösung führt zu einem minimalen Methanverlust von unter 0,1 Prozent. 4 Biomethankühlung und -trocknung Nach seiner Reinigung muss das Biomethan gekühlt und nochmals getrocknet werden. Dazu wird es durch einen Wärmetauscher geleitet. Dort kondensiert der noch im Gas enthaltene Wasser- und Amindampf an den Kühlflächen, bevor er in den Waschkreislauf zurückgeführt wird. Das Biomethan wird an eine Einspeisestation übergeben. 5 Regeneration der Waschflüssigkeit Die benutzte und mit Kohlendioxid beladene Waschlösung wird am Boden der Kolonne entnommen und einem Regenerationsprozess zugeführt. Ziel ist es, das aufgenommene Kohlendioxid unter Wärmezufuhr aus der Waschlösung auszutreiben. Dieser Verfahrensschritt stellt die Aufnahmekapazität des Waschmittels für Kohlendioxid vollständig wieder her. Die regenerierte Waschlösung lässt sich erneut verwenden.

8 Das Zevener Modell Gasaufbereitung in einer neuen Dimension Das Thema Gasaufbereitung und -einspeisung war bislang nur größeren Biogasanlagen im Megawattbereich vorbehalten. Mit dem Zevener Modell beschreiten wir jetzt einen neuen Weg: die Aufbereitung von 250 Nm 3 /h Rohbiogas. Dieses intelligente Konzept ermöglicht eine rentable Aufbereitung bei Biogasanlagen mit einer Leistung von deutlich weniger als 1,0 MW el. Hinter dem Zevener Modell verbirgt sich eine Kombianlage, in der ein BHKW mit ca. 400 kw elektrischer Leistung ausreichend Hochtemperatur-Wärme abgibt, um eine Aufbereitungsanlage mit einer Kapazität von rund 250 Nm 3 Rohgas pro Stunde zu versorgen. Als Aufbereitungstechnik kommt die drucklose Aminwäsche der MT-Biomethan GmbH zum Einsatz, die einen entsprechenden Wärmebedarf hat. Da das BHKW der Biogasanlage die gesamte Prozessenergie liefert, hat der Anlagenbetreiber die Verbrauchskosten der Aufbereitung auf Dauer unter Kontrolle und ist unabhängig von Preisschwankungen am Strommarkt. Dies ist ein entscheidender Vorteil gegenüber physikalischen Aufbereitungstechniken, die als Prozessenergie Strom benötigen. Darüber hinaus wird die Motorabwärme für die Aufrechterhaltung der Gärtemperatur in den Fermentern der Biogasanlage genutzt, so dass auch hier eine eigene Wärmequelle zur Verfügung steht. Dank der intelligenten Verschaltung von Rohgasanlage, BHKW, Wärmeauskopplung und Aufbereitungsanlage lässt sich das BHKW ganzjährig mit einer Wärmenutzung von weit über 70 Prozent betreiben. Erhebliches Einsparpotenzial ergibt sich zudem bei der Einspeisung: Auf Grund der geringen Rohgasmenge lässt sich das produzierte Biomethan in das lokale Mitteldruck-Versorgungsnetz einspeisen. Gegenüber einer Anbindung an ein Hochdrucknetz ist der Aufwand für eine Verdichtung des Gases weitaus geringer. Zwar ist in kleinen Anlagen der spezifische Wert der Aufbereitungskosten höher als bei größeren Anlagen. Dem gegenüber stehen jedoch die Einsparungen der Transport- und Bilanzierungskosten, so dass bei der Einspeisung in Verbrauchsnetze schnell der Nachteil der höheren spezifischen Kosten einer Kleinanlage kompensiert wird. So ist die Wirtschaftlichkeit dieser Art von Gasaufbereitung mit der von großen Aufbereitungsanlagen ab 700 Nm 3 Rohgas pro Stunde zu vergleichen. Auf diese Weise können auch Landwirte mit Anlagengrößen ab 800 kw el. nachhaltig wirtschaftlich Biomethan erzeugen.

9 Minimale Methanverluste Aus verfahrenstechnischer Sicht sind Methanverluste bei der Gasaufbereitung zu Biomethan bisher kaum zu vermeiden. Jedoch sollte der Methanschlupf sowohl aus ökonomischen als auch aus ökologischen Gründen so gering wie möglich sein. Da die Schädlichkeit von Methan als Klimagas etwa 21-mal höher als die von Kohlendioxid ist, sollte es nicht in die Atmosphäre entweichen. Die Gasnetzzugangsverordnung und das novellierte Erneuerbare Energien Gesetz sehen vor, dass die Methanemission bei der Aufbereitung von Biogas nicht mehr als 0,5 Prozent betragen darf. Deshalb müssen Aufbereitungsanlagen mit hohen Methanverlusten ihr Abgas entsprechend nachbehandeln. Der wirtschaftliche Nachteil summiert sich beispielsweise bei einer Anlage mit einer Aufbereitungsleistung von 500 Nm 3 /h Rohbiogas und einem Methanverlust von zwei Prozent schnell auf über Euro im Jahr. Das Aufbereitungsverfahren mit einem Methanschlupf von weniger als 0,1 Prozent gewährleistet, dass so gut wie keine wirtschaftlichen Einbußen durch Methanverluste entstehen. Die zusätzlich extrem hohe Methanreinheit des Produktgases von 99 Prozent erlaubt zudem die Einspeisung in nahezu jedes Gasnetz, ohne oder mit nur sehr geringer Zugabe von LPG. Methanverluste senken den Gewinn 2 Spezifischer Gewinnverlust (Cent/Nm 3 Rohgas*) 1,5 1 0,5 0% 1% 2% 3% 4% 5% 6% 7% 8% Methanverlust *53 Vol. Prozent Methan im Rohbiogas, 95 Prozent Methan im Biomethan, Rest Kohlendioxid Quelle: Eigene Darstellung, basierend auf Biogasaufbereitungssysteme zur Einspeisung in das Erdgasnetz, Base Technologies GmbH, in Kooperation mit Fraunhofer Institut-, Sicherheits-, Energietechnik UMSICHT

10 Anlagenproduktion Die MT-Biomethan GmbH stellt die Gasaufbereitungsanlagen am firmeneigenen Standort in Zeven her. In einer m 2 großen Fertigungshalle befinden sich derzeit drei Produktionsplätze, die jeweils die Größe von zwei 40-Fuß-Containern haben. Somit können zeitgleich drei Aufbereitungsanlagen parallel gefertigt werden. Die Produktionszeit für eine Anlage beträgt drei Monate. Die Anlagen werden per Lkw an ihren jeweiligen Bestimmungsort geliefert, wo sie die Spezialisten von MT-Biomethan anschließend installieren. Die Aufbereitungskapazitäten der Biomethananlagen reichen von 250 Nm 3 /h Rohbiogas bis Nm 3 /h Rohbiogas. Dank der modularen Bauweise ist es problemlos möglich, auch größere Einheiten herzustellen. Unsere Anlagen werden mit modernen Produktionstechniken gefertigt. Die Zertifizierung im Bereich Edelstahlschweißen nach DIN EN ISO garantiert unseren Kunden eine gleich bleibend hohe Produkt- und Arbeitsqualität. Inbetriebnahme Unsere Inbetriebnahmeteams prüfen die Aufbereitungsanlagen vor der Auslieferung mit einer kalten Testfahrt. Nach der Montage der vorgefertigten Containereinheiten erfolgt die Inbetriebnahme vor Ort.

11 Die Nr. 1 im Service Unsere Leistungen erstrecken sich nicht nur auf die Montage und die Inbetriebnahme der Aufbereitungsanlage. Das Serviceteam der MT-Gruppe sorgt auch später stets für einen sicheren Betrieb. Über unsere Leitstelle steht Ihnen jederzeit ein kompetenter Ansprechpartner zur Verfügung. Über einen Fernzugriff auf die Anlagentechnik sind die Experten von MT-Biomethan sofort in der Lage, die Betriebszustände der installierten Technik zu analysieren. Sollte sich ein Problem nicht aus der Ferne beheben lassen, steht der Bereitschaftsdienst für Einsätze vor Ort zur Verfügung und zwar rund um die Uhr an 365 Tagen im Jahr. Mit diesem leistungsfähigen Servicepaket stellt MT-Biomethan sicher, dass Ihre Aufbereitungsanlage effizient und wirtschaftlich arbeitet.

12 MT-Biomethan GmbH Ludwig-Elsbett-Straße Zeven Telefon +49 (0) Telefax +49 (0) info@mt-biomethan.com Zeven, 11/2010