SNG

"Dezentrale Herstellung von synthetischem Erdgas (SNG) aus dem Produktgas eines allotherm betriebenen Biomasse-Vergasers"

Motivation

Die energetische Nutzung von Biomasse ist eine nahezu CO₂-neutrale Möglichkeit, die Abhängigkeit von fossilen Energieträgern wie Erdgas, Erdöl oder Kohle zu reduzieren. Bis heute wird Biomasse jedoch vor allem thermisch genutzt (z.B. in Heizwerken oder häuslichen Feuerstätten). Die im Vergleich zu fossilen Energieträgern geringe volumenspezifische Energiedichte erlaubt nur den dezentralen Einsatz und beschränkt sowohl die Anlagengröße (ca. 20 MWel) als auch den möglichen elektrischen Wirkungsgrad (ca. 30%).

Eine Alternative zur direkten Verstromung von Biomasse durch Verbrennung ist die Erzeugung von synthetischem Erdgas (SNG = „substitute natural gas“ oder „synthetic natural gas“). Der erste Schritt eines solchen Prozesses ist die thermochemische Vergasung der Biomasse zu einem Synthesegas, aus dem dann in einem Gasaufbereitungs- und Methanisierungsschritt ein dem Erdgas ähnliches Gas erzeugt werden kann. Dieses Gas kann in ein bestehendes Erdgasnetz eingespeist werden.

Die Vorteile einer solchen Prozesskette sind ein hohes Wirkungsgradpotenzial, die Möglichkeit zur Energiespeicherung, die Nutzung eines gut ausgebauten Erdgasnetzes und die Erweiterung des Anwendungsspektrums von Biomasse. 

Zielsetzungen des Projekts

Ziel des Projektes ist die Entwicklung und Demonstration eines Verfahrens zur Gasaufbereitung und Methanisierung von Produktgas aus einem Biomassevergaser. Das aufbereitete Gas (synthetisches Erdgas, SNG) soll die Kriterien zur Einspeisung ins Erdgasnetz erfüllen.

Höchste Brennstoffausnutzungsgrade sind erreichbar, wenn die Abwärme in Fern- und Nahwärmenetze zu Heizzwecken oder in Industrieprozessen zur Dampferzeugung genutzt wird. Damit können Wärme und Strom mit geringsten Emissionen an z. B. Feinstaub bereitgestellt werden.

Beim Vergaser wird von einem bereits realisierten und kommerziell erhältlichen allothermen Biomasse-Wirbelschichtvergaser mit einer Brennstoffleistung von 500 kW ausgegangen, dem sogenannten Heatpipe-Reformers (HPR®500). Dieses Vergasungsverfahren wurde in den letzten Jahren am Lehrstuhl für Energiesysteme (LES) bzw. am Vorgängerlehrstuhl, dem Lehrstuhl für Thermische Kraftanlagen (LTK) entwickelt.

Als Basis für das Projekt steht eine Laboranlage am LES und ein HPR der Firma h s energieanlagen GmbH zur Verfügung. Die Verfahrensentwicklung erfolgt in den Labors am Lehrstuhl und die Demonstration des Verfahrens soll am 500 kW-Vergaser in Neufahrn/Freising erfolgen.

Projektpartner: hs energieanlagen GmbH