28.November 2007 Biogasaufbereitung mit dem BCM -Verfahren Praktische Erfahrungen, ökonomische und ökologische Vorteile

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1 28.November 2007 Biogasaufbereitung mit dem BCM -Verfahren Praktische Erfahrungen, ökonomische und ökologische Vorteile MT-Energie GmbH & Co. KG Dipl.-Ing. Christoph Martens, Geschäftsführer

2 MT-Energie in Kürze Firmengründung 1995 als Ingenieurbüro IdEA Im Jahr 2001 Gründung der MT-ENERGIE GmbH Mitarbeiterzahl aktuell: 225 Vertretungen in: Italien Ungarn Tschechien Kroatien Frankreich

3 MT-Energie in Kürze Leistungen und Produkte: Schlüsselfertige Biogasanlagen Bau- und Vertriebs-Lizenz für das BCM- Verfahren von DGE in EU-Europa und Nordamerika Prozessbiologische Betreuung mit eigenem Labor Biogas-Spezial-Komponenten Wartung und Instandhaltung von Biogasanlagen

4 Ausblick für 2008 Umzug in ein neues Produktions- und Logistikzentrum in Zeven Beginn der Serienproduktion der Gas- Aufbereitungstechnik Verstärker Eintritt in Märkte im Europäischen Ausland

5 Neuer Firmenstandort der MT-Energie ab 2008 in Zeven (Niedersachsen)

6 Biogas Aufbereitung Biogaseinspeisung

7 Aufbereitung Aufbereitungs Verfahren (Methananreicherung) Adsorption CO2 wird mittels Molekularsiebe auf Aktivkohlebasis als Adsorbens adsorbiert; Adsorption bei 8 10 bar, Desorption bei 0,05 bar; CH 4 > 96 Vol. % erreichbar Gaswäsche physikalisch Druckwäsche in Wasser bei 6 8 bar, CH 4 > 96 Vol. % erreichbar Gaswäsche chemisch drucklose Wäsche in Aminen, CH 4 > 99,5 Vol. % erreichbar Membranverfahren CO2 wird aufgrund unterschiedlicher Permeationsraten an einer Membran abgetrennt und ggf. von einer Absorptionsflüssigkeit aufgenommen; CH4 > 96 Vol. % erreichbar; Pilotstadium CO2-Verflüssigung Phasentrennung von flüssigem CO2 und gasförmigem Methan bei tiefen Temperaturen

8 Aufbereitung drucklose Aminwäsche Biomethan E05 Wärmerückgewinnung Biogaswäscher E03 Abscheider F02 CO 2 - Verflüssigung Trocknung CO 2 Biogas Biogasreinigung H 2 S, NH 3 E04 Thermalöl P01 E01 E02 F01 F03 Abscheider CO2-Abscheider Reaktor

9 Aufbereitung drucklose Aminwäsche

10 Aufbereitung drucklose Aminwäsche

11 Aufbereitung drucklose Aminwäsche

12 Aufbereitung drucklose Aminwäsche

13 Biogas- Biogaseinspeisung Aufbereitung drucklose Aminwäsche

14 Aufbereitung drucklose Aminwäsche

15 Biogas Entschwefelung Eisen-II- Chlorid Luft Chemischer Sauerstoff Aktivkohle

16 Fermenter mit Entschwefelungsnetz

17 Fermenter mit Entschwefelungsnetz im Einsatz

18 Biogas Entschwefelung Aktivkohle Quelle: Selecta Bioenergie GmbH

19 Biogas Entschwefelung Chemische Entschwefelung

20 Verteilung Erdgasgebiete

21 Biogas Entschwefelung L-Gas-Qualität Methan Luftzumischung O 2 -Konzentration Wobbe - Index ,0 15, ,5 14, %-Grenze 14,0 CH 4 -Konzentration im Gemisch Luftzumischung [Vol.-%] 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 Sauerstoff-Konzentration [Vol.-%] 13,5 L-Grenze 12,5 12,0 11,5 11,0 Wobbe - Index [kwh/m³] ,6 8,8 9,0 9,2 9,4 9,6 9,8 10,0 10,2 10,4 10,6 10,8 11,0 H S,n [kwh/m³] 0,0 10,5 Quelle: GWI Essen

22 Biogas Entschwefelung H-Gas-Qualität reld wobbe lpgzu ch4gem ,5 16,0 15,5 0,74 0,72 0,70 0,68 methan LPG zu 15,0 14,5 Wobbe 0,66 0,64 0,62 rel.d ,0 0, ,0 10,5 11,0 11,5 12,0 12,5 13,0 13,5 14,0 14,5 13,5 13,0 0,58 0,56 0,54 Quelle: GWI Essen Brennwert

23 Aufbereitung Verfahrensvergleich Wirtschaftlichkeit der Aufbereitung nach dem BCM Verfahren an Hand einer Aufbereitung von 500 m³ Bio gas pro Stunde Werte zur Gasbilanz Gasbeschaffenheit des zu beliefernden Gasversorgers Hs,n 11,0000 kwh/m³ Oberer Toleranzwert für Einspeisung 2% Hs,n 11,2200 kwh/m³ Unterer Toleranzwert für Einspeisung -2% Hs,n 10,7800 kwh/m³ Brennwert von 1,0 m³ Methan Hs,n 11,0328 kwh/m³ Erreichte Methandichte in der BCM Gasaufbereitung* Erreichter Brennwert bei der Aufbereitung 99,50 % CH4 10,9777 Hs,n Methanschlupf (Verlust) durch Aufbereitungsverfahren 0,10% Damit keine Zumischung von LPG notwendig

24 Aufbereitung Verfahrensvergleich Wirtschaftlichkeit der Aufbereitung nach dem BCM Verfahren an Hand einer Aufbereitung von 500 m³ Bio gas pro Stunde Methanbilanz Methanbilanz Methanschlupf (Verlust) durch Aufbereitungsverfahren 0,1% Verlust an Brennwert in kwh durch Aufbereitungsverfahren Erhöhter Aufwand an Biogas aus dem Methanschlupf (5,5 Ct. Je kwh) 1.166

25 Aufbereitung Verfahrensvergleich Wirtschaftlichkeit der Aufbereitung nach dem BCM Verfahren an Hand einer Aufbereitung von 500 m³ Bio gas pro Stunde Methanschlupf (Verlust) durch Aufbereitungsverfahren würde bedeuten Der Methanverlust erhöht auf 1% (Entgangener Brennwert Methan bei 2% ,5 Ct. je kwh) 3% % %

26 Aufbereitung Verfahrensvergleich Wirtschaftlichkeit der Aufbereitung nach dem BCM Verfahren an Hand einer Aufbereitung von 500 m³ Bio gas pro Stunde Methankonzentration durch Aufbereitungsverfahren würde bedeuten für H-Gasgebiete ab 11,0 Hs,n sich der Methananteil reduziert auf 98% (LPG Zusatz - Erhöhter Brennwert) 96% bei 0,60 je ltr. LPG 94%

27 Aufbereitung Verfahrensvergleich Wirtschaftlichkeit der Aufbereitung nach dem BCM Verfahren an Hand einer Aufbereitung von 500 m³ Bio gas pro Stunde Gesamtkosten der Aufbereitung und Einspeisung bei NawaRo-Anlagen Abschreibung % Zinsen % Kosten Betriebsmittel Wäsche % Methanschlupf % Summe der Kosten aus LPG Einsatz - 0% Gesamter Stromverbrauch pro Jahr (bezogen auf 7 bar) % Gesamter Wärmebedarf pro Jahr % Unterhaltungskosten der Gasaufbereitungsanlage pro Jahr* % Gesamtkosten der Einspeisung u. Durchleitung (FNR Ansatz) % Summe der Kosten % * Vollwartung durch Hersteller

28 Aufbereitung Verfahrensvergleich Nutzbare kwh, Hs,n (Biogas - Schlupf + LPG) je kwh, Hs,n Brennwert des Gases 1,7219 je kwh el bei 39% Wirkungsgrad des BHKW 3,9735 davon entfallen je kwh el. Abschreibung 0,5312 Zinsen 0,4781 Kosten Betriebsmittel Wäsche 0,0817 Methanschlupf 0,0127 Summe der Kosten aus LPG Einsatz 0,0000 Gesamter Stromverbrauch pro Jahr 0,7592 Gesamter Wärmebedarf je m³ Biogas in Cent 1,0548 Unterhaltungskosten der Gasaufbereitungsanlage pro Jah 0,3340 Gesamtkosten der Einspeisung und Durchleitung 0,7219

29 Aufbereitung Verfahrensvergleich Verfahrensvorsprung BCM -Verfahren: Trennung von Biogas in CO2 und Methan arbeitet drucklos (daher geringer Verschleiß) Reinigung erfolgt über eine Gaswäsche (kontinuierliches Verfahren) Reinheit des Gases ist entscheidend höher, als bei herkömmlichen Systemen Methanschlupf ist extrem minimiert: hohe ökologische und ökonomische Effizienz sehr stabiler Reinigungsprozess bei konstanter Biomethan-Qualität kostengünstiger Anlagenbetrieb

30 Anlagenschema Einspeisestation; DVGW Biogaseinspeiser Netzbetreiber M GC Stationsanschluss mit vorgeschalteter Biogasanlage 8 Gaschromatograph 2 Eingangsabsperrarmatur 9 Gasvorwärmer 3 Isolierverbindung 10 Sicherheitsabsperrventil 4 Hauptabsperrarmatur (HAE) 11 Gasdruckregelgerät 5 Schnellschlussventil 12 Gaszähler, Mengenumwerter, Datenfernübertragung 6 Filter/Abscheider 13 Ausgangsabsperrarmatur 7 Messgerät Schwefelwasserstoff 14 Odoranlage

31 Abrechnungsvariante 1 BGA, Gasaufbereitung und BHKW durch einen Betreiber Industriegebiet/Ortsnetz Biogas dezentral Landwirt BHKW-Betrieb auch durch BGA-Betreiber Biogasleitung WMZ Elt-Z zentrale Aufbereitung des Biogases auf Erdgasqualität Z Z NNE Einspeisung ins Erdgasnetz Erdgasnetz durch BGA-Betreiber Wärmebedarf Elt-Z

32 Abrechnungsvariante 2 BGA-Betreiber verkauft Rohbiogas und GVU betreibt Gasaufbereitung und BHKW Industriegebiet/Ortsnetz Biogas dezentral Landwirt BHKW-Betrieb durch GVU Biogasleitung Z WMZ Elt-Z zentrale Aufbereitung des Biogases auf Erdgasqualität Z Z Einspeisung ins Erdgasnetz Erdgasnetz WMZ durch GVU Wärmebedarf Elt-Z

33 Abrechnungsvariante 3 BGA-Betreiber betreibt auch Gasaufbereitung, GVU kauft Biomethan und betreibt BHKW Industriegebiet/Ortsnetz Biogas dezentral Landwirt BHKW-Betrieb durch GVU Biogasleitung WMZ Elt-Z zentrale Aufbereitung des Biogases auf Erdgasqualität Z Z Einspeisung ins Erdgasnetz Erdgasnetz durch BGA-Betreiber Wärmebedarf Elt-Z

34 Themenstellungen Biogas Erdgas für Prozesswärme Industriegebiet/Ortsnetz dezentral Landwirt Biogas-Leitung Biogas-Leitung Wärmebedarf =??? Biogas- Sammelleitung zentrale Aufbereitung Biogas-Leitung des Biogases auf Erdgasqualität durch GVU Einspeisung ins Erdgasnetz Erdg gasnetz Biogas dezentral Landwirt Wärmebedarf =??? Biogas dezentral Landwirt Wärmebedarf =??? Quelle: E.ON Avacon Andre Janssen

35 Problem laue Sommernacht ist kein Problem! Biogas dezentral Landwirt Biogasleitung Wärmebedarf Gas- Druck- Regler zentrale Aufbereitung des Biogases auf Erdgasqualität durch BGA-Betreiber oder GVU Z Einspeisung ins Erdgasnetz Gasverdichter Elt-Z

36 Biomethaneinspeisung in die Gasversorgungsnetze Deutschlands ist fast überall möglich!!!

37 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!