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Deponiegase werden in vielen Anlagen noch immer abgefackelt. Das verbrennt nicht nur Methan, einen wirtschaftlich verwertbaren Energieträger, sondern belastet auch die CO2-Bilanz der Betreiber. Forschende der Frankfurt University of Applied Sciences (Frankfurt UAS) arbeiten nun gemeinsam mit Prodeval, einem auf Biogasaufbereitung spezialisierten Unternehmen aus Frankreich, an einem Verfahren, das die Aufbereitung von Deponiegasen technisch und wirtschaftlich verbessern soll.
Warum Deponiegas schwer aufzubereiten ist
Deponiegase bestehen aus einer komplexen Mischung verschiedener Komponenten mit hohen Anteilen an Stickstoff und Luft. Das unterscheidet sie deutlich von Biogasen aus der Vergärung von Biomasse, die eine vergleichsweise saubere Zusammensetzung aufweisen.
Diese Komplexität macht die Aufbereitung aufwendig. Etablierte Verfahren stoßen bei der Stickstoffabtrennung an wirtschaftliche Grenzen, die Methanausbeute bleibt dabei hinter dem theoretisch möglichen Wert zurück.
Kombiniertes Verfahren aus Membranfilterung und Adsorption
Die Forschungsgruppe Energie- und Ressourceneffizienz in der Prozessindustrie (ERPI) der Frankfurt UAS setzt auf eine Kombination zweier Trenntechnologien. Das Gasgemisch wird zunächst durch Membranen gefiltert, anschließend folgt eine Adsorptionsstufe: Die Gase durchströmen einen Feststoff, das sogenannte Adsorbens, an dem einzelne Gaskomponenten selektiv haften bleiben.
Dieser zweistufige Ansatz soll die Methanausbeute gegenüber bisher üblichen Methoden deutlich erhöhen. Das aufbereitete Gas könnte dann entweder ins Erdgasnetz eingespeist oder als Bio-LNG (Bio-Flüssigerdgas) verwertet werden. Für Industriebetriebe, die LNG als Kraftstoff oder Prozessgas einsetzen, wäre eine regionale Bio-LNG-Quelle ein konkreter Beschaffungskanal.
Eigenentwicklung im Labor schafft Spielraum für Experimente
Ein wesentlicher Teil der Forschung läuft über eine selbst entwickelte Versuchsanlage. Das Team um Laboringenieur Thomas Welter hat einen sogenannten Durchbruchsanalysator gebaut, der Adsorptionsgleichgewichte und Kinetikdaten für komplexe Gasgemische misst.
Kommerzielle Geräte dieser Art lassen oft nur eingeschränkte Betriebsbedingungen zu. Die Eigenentwicklung ermöglicht Messungen in einem deutlich breiteren Druck- und Temperaturbereich, was präzisere Daten für unterschiedliche Prozessvarianten liefert.
Die Anlage wurde bereits bei früheren Projekten der Gruppe eingesetzt: unter anderem bei einem industriefinanzierten Forschungsvorhaben zur Biogasgewinnung aus Biomassevergärung sowie bei einem vom Land Hessen geförderten Projekt zur Lösemittelaufkonzentrierung aus Druckereiprozessen.
Prodeval finanziert das zweijährige Projekt
Prodeval trägt die Finanzierung des Projekts. Das Unternehmen ist seit seiner Gründung im Bereich Deponiegasaufbereitung aktiv. Der Fokus des aktuellen Vorhabens liegt auf der Stickstoffabtrennung, die als besonders anspruchsvoller Schritt im Aufbereitungsprozess gilt. Ziel ist es, diesen effizienter und kostengünstiger zu gestalten.
Das Projekt läuft über zwei Jahre. Ergebnisse, die über den Labormaßstab hinausgehen, sind in diesem Zeitraum nicht angekündigt.
Einordnung
Für Betreiber von Deponien oder Unternehmen mit eigenem Abfallwirtschaftsanteil zeigt das Projekt: Die energetische Verwertung von Deponiegas könnte wirtschaftlich attraktiver werden, sobald die Aufbereitungskosten sinken. Das Projekt befindet sich noch in der Forschungsphase. Konkrete Handlungsoptionen ergeben sich erst nach Abschluss der zweijährigen Projektlaufzeit.
