Folien für TWB

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Folien für TWB

GASWÄRMEINSTITUT E.V.
ESSEN
Biogaserzeugung
Verfahren, Gasbestandteile
und Potenziale
Albus, R. und Burmeister, F.
Gaswärme-Institut e. V. Essen
14. DVV Kolloquium
Wien, 19.11.2004
ESSEN
Inhalt
• Potenziale der verschiedenen Quellen
• Prozesse zur Darstellung von Biogasen
• Gase aus fermentativen Prozessen
• Gase aus thermischen Prozessen
• Einspeisung in das Erdgasnetz
• Zusammenfassung
ESSEN
Begriffsbestimmungen
Erneuerbare Energiequellen (nach 2001/77/EG)
Erneuerbare, nicht fossile Energiequellen:
• Wind
• Sonne
• Erdwärme
• Wellen- und Gezeitenenergie
• Wasserkraft
• Biomasse
• Deponiegas
• Klärgas
• Biogas
Biomasse (nach 2001/77/EG)
Der biologisch abbaubare Anteil von Erzeugnissen, Abfällen und
Rückständen der Landwirtschaft, der Forstwirtschaft und damit
verbundener Industriezweige, sowie der biologisch abbaubare
Anteil von Abfällen aus Industrie und Haushalten.
ESSEN
Potenzial verschiedener biogener Energieträger (D)
• Der Primärenergieverbrauch betrug 2001 ca. 14500 PJ.
• Der Erdgasanteil entsprechend: 3100 PJ.
ESSEN
Begriffsbestimmungen
Deponiegas (nach 2001/77/EG)
Anaerober Abbau organischer Materialien im Deponiekörper
Klärgas (nach 2001/77/EG)
Vergärung von Primär- und Überschussschlämmen aus der
Abwasserreinigung in Faultürmen auf Kläranlagen
Grubengas
Methanhaltigen Gasen aus stillgelegten Schächten des
Kohlebergbaus
Biogas (nach 2001/77/EG)
Fermentative oder thermische Gewinnung aus organischen
Materialien in landwirtschaftlichen und industriellen
Biogasanlagen
ESSEN
Klassifizierung des Rohmaterials und der Produnkte
Biogene
Brennstoffe
Biomasse
naturbelassene
Biomasse
Abfälle
Fossile
Brennstoffe
Klärschlämme
belastete
Biomasse
• Hölzer aus
• Hölzer
industriellen
• halmgutartige
Prozessen
Pflanzen
(mit Farben,
• Energiepflanzen
Imprägnierungen,
• Ernterückstände
• org. Nebenprodukte Klebern)
Biogase
Klärgase
Deponiegase
Grubengase
ESSEN
Potenziale der
verschiedenen Quellen
ESSEN
Quelle:
Institut für Energetik und
Umwelt gGmbH
Potenziale Biogas, Klärgas und Deponiegas (D)
Potenzieller Gesamtertrag
einschl. Deponie- und Klärgas ca. 24 Mrd. m³/a
ESSEN
Potenziale der Grubengasnutzung (D)
•Eine exakte
Abschätzung der frei
werdenden Mengen
und Potenziale ist
schwierig
•Insgesamt angefallene
Gasmenge (1993):
1131 Mio. Nm³ CH4/a
•Insgesamt verwertete
Gasmenge (1993):
355 Mio. Nm³ CH4/a
•Gesamtpotenzial NRW,
technisch nutzbares
Grubengas:
100 Mrd. m³ CH4
Methanbilanz des deutschen Steinkohlebergbaus 1993
Quelle:
Fhg UMSICHT, Oberhausen
ESSEN
Gase aus
fermentativen
Prozessen
ESSEN
Erzeugung und Fassung von Gasen aus biogenen Quellen
Erzeugung / Fassung
Biogas
Vergärung organischer Materialien in landwirtschaftlichen
und industriellen Biogasanlagen
Klärgas
Vergärung von Primär- und Überschussschlämmen aus
der Abwasserreinigung in Faultürmen auf Kläranlagen
Deponiegas
anaerober Abbau organischer Materialien im Deponiekörper; Sammlung der Gase in „Gassammelbrunnen“
Grubengas
Absaugung von methanhaltigen Gasen aus stillgelegten
Schächten des Kohlebergbaus
ESSEN
EEG-Gase: Gaszusammensetzung, Störkomponenten
Biogas
Zusammensetzung
Methan 55 - 70%
CO2
25 - 35%
Restliche
Bestandteile:
• im wesentlichen
Wasser
Begleitstoffe:
• BTEX
• NH3
• Schwefelverbindungen
Quelle:
Biogasanlage Hof Loick
ESSEN
Biogastechnik: Landwirtschaftliche Biogasanlage
Gasaufbereitung
Netzeinspeisung
Quelle:
ESSEN
Biogasanlagen in Deutschland
Landwirtschaftliche Anlagen
- April 1999 etwa 600 (Karte)
- 2002 ca. 1700
- davon ca. 32 Groß- und
Gemeinschaftsanlagen
Potenzial Biogasanlagen
- 1% der Ackerfläche ca. 2500
Anlagen à 125 kWel
(Fachverband Biogas e.V.)
Anlagendurchsatz
- 1.500 bis 130.000 t/a
Biogasproduktion
- 45.000 bis > 3.500.000 m3/a
Quelle:
Anlagenanzahl
ESSEN
Biogasanlagen in Deutschland
2000
< 70 kWel
70 - 488 kWel
> 488 kWel
1000
0
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
ESSEN
Eingangsstoffe der Vergärung
Biogas
H2O H2S , NH3
•
•
•
•
•
wasserreiche (40% - 95%)
CO2
organische Stoffe mit geringem
Lignin- und Zellulosegehalt
CH4
(50..70 %)
landwirtschaftliche Produkte und
Reststoffe
Eiweiß
industrielle Rückstände aus der
Lebensmittelindustrie
Fett
Kommunaler Bioabfall
Stärke
Art der Einsatzstoffe bestimmt die
0
300
600
900 1.200 1.500
Aufbereitung (z.B. Zerkleinerung,
Normliter Biogas pro kg
Mischung, Hygienisierung)
Quelle:
ESSEN
Biogaszusammensetzung
Gehalt in Vol.%
Hauptkomponenten:
CH4
CO2
55-60 % (45-70 %)
30-35 % (20-45 %)
Feuchte: (mesophil)
(thermophil)
H2O
4-6 %
Spurengase:
H2S
max. 1 %
Cl, F
NH3
< 0,2 mg/m3
max. 1 %
KW-Verb.
H2
< 10 mg/m3
max. 1 %
Si-Verb.
allg. Spuren
O2
max. 2 %
N2
max. 10 %
(Ausnahmen möglich)
nur bei biologischer
Entschwefelung:
10-15 %
ESSEN
Messdaten aus dem Praxisbetrieb einer Biogasanlage
Biogas
Tagesverlauf Methan
Quelle:
Kempkens,
Besgen,
2003
ESSEN
Messdaten aus dem Praxisbetrieb einer Biogasanlage
Biogas
Tagesverlauf H2S vor und nach der Entschwefelung
Quelle:
Kempkens,
Besgen,
2003
ESSEN
EEG-Gase: Gaszusammensetzung, Mengen, Störkomponenten
Klärgas
Zusammensetzung
CH4
CO2
55 - 70%
20 - 35%
Begleitstoffe in
Abwässern:
• Siloxane
• BTEX
• Schwefelverbindungen,
• Halogenide
(Chlor, Fluor)
• Schwermetalle
Quelle:
ESSEN
Klärgas
Tagesverlauf Methan und Kohlendioxid
66
Konzentration in Vol.-% bzw. ppm
64
62
63,5
60
35
Kohlendioxid
30,8
30
25
20
Schwefelwasserstoff
23,5
15
10
5
Sauerstoff
0
00:00
Quelle:
Methan
05:00
0,3
10:00
Zeitachse
15:00
20:00
ESSEN
Tagesverlauf ausgewählter Spurenkomponenten
Klärgas
25
Toluol
Konzentration in ppm
20
Schwefelwasserstoff
15
0,25
Xylol
0,20
Trimethylbenzol
0,15
0,10
D5 *
0,05
Chlorbenzol
0,00
00:00
04:00
08:00
12:00
16:00
20:00
Zeit
Quelle:
D5 - PENTAMETHYLCYCLOSILOXAN
(idR mengenmäßig wichtigster Vertreter der Siloxane)
24:00
ESSEN
Klärgas
Spurenstoffe
Hauptkomponenten
Methan
Kohlenmonoxid
Wasserstoff
Sauerstoff
Stickstoff
Kohlendioxid
Spurenstoffe
Summe Silizium (Siloxane)
Summe Fluor
Summe Chlor
Summe Schwefel
Benzol
Toluol
Xylol
höhere KW C2 - Cn
halogenierte KW.
Ethan
Propan
Butan
relative Feuchte
Heizwert Hu
[%vol]
[%vol]
[%vol]
[%vol]
[%vol]
[%vol]
[mg/m³i.N.CH4]
[mg/m³i.N.CH4]
[mg/m³i.N.CH4]
[mg/m³i.N.CH4]
[mg/m³i.N.CH4]
[mg/m³i.N.CH4]
[mg/m³i.N.CH4]
[mg/m³i.N.CH4]
[mg/m³i.N.CH4]
[%vol]
[%vol]
[%vol]
[%]
[kWh/m³i.N.]
Klärgas
Erdgas
55 - 70
-0 - 1,5
0 - 1,5
0-5
25 - 35
88,5
---5
--
1 - 150
1-5
1-5
20 - 2.500
0-5
0 - 10
0 -10
0 - 100
0 - 100
---< 30
-----4,7
1,6
0,2
0 - 20
10,1
90 - 100
5,5 - 7
ESSEN
Grubengas
Zusammensetzung
CH4
CO2
N2
40 - 75%
10 - 15%
10 - 40%
Entstand durch
Inkohlungsprozess
(Karbon) bei hohen
Temperaturen und
Drücken
Adsorptiv in der
Kohle und im
Gestein eingelagert
Quelle:
ESSEN
Deponiegas
Zusammensetzung
Methan 45 - 60%
CO2
30 - 40%
Stickstoff 1 - 15%
Restliche Bestandteile
im wesentlichen Wasser
Begleitstoffe:
• Siloxane
• BTEX
• Halogenide
(Chlor-, Fluor- oder
Schwefelverbindungen)
• höhere Kohlenwasserstoffe.
ESSEN
Beispiel: Deponiegasnutzung - Deponie Freyburg
Installierte Anlagentechnik:
Gassammelstation
Verdichterstation 500 m3/h
Gasmotoren-BHKW 311 kWel
Integrierte HT-Fackel
ESSEN
Deponiegas
Spuren
Schwefelwasserstoff
BTEX
Benzol
Toluol
Ethylbenzol
m-/p-Xylol
o-Xylol
Summe Silizium
Spurenstoffe (Daten einer ausgewählten Deponie)
Mengen in
mg/m³
Spuren
10 - 80
Ausgewählte
Halogenierte KW
1,1-Dichlormethan
1,1-Dichlorethan
Cis-1,2-Dichlorethen
Trichlorethen
Tetrachlorethen
Vinylchlorid
Methylchlorid
Trichlorfluormethan
(R11)
Dichlordifluormethan
(R12)
2,8
130,8
30,3
70,1
12,9
Mengen in
mg/m³
2,7
1,2
9,8
7,8
3,7
1,7
< 0,5
12,4
17,4
50 - 200
Summe Fluor
Summe Chlor
5 – 50
30 – 300
ESSEN
Trocknung
Kondensation durch
Verdichten oder Kälte
(Kältetrocknung)
adsorptive Verfahren
(Silicagel)
Biogasaufbereitung zu „Grünem Gas“
Gasreinigung
Prozessintegrierte Verfahren
(Sulfidfällung, biologische
H2S-Elimination, physikal.
und chemische Sorption
Methananreicherung
(CO2-/N2-Entfernung)
Druckwäsche (z.B. MEA)
Druckwechseladsorption
MembranTrennverfahren
Gasverflüssigung
Adsorption (Bsp. Aktivkohle)
Absorption (Wäsche mit
organischen Lösungsmitteln)
Katalytische Oxidation
Kondensation
ESSEN
Biogasaufbereitung zu „Grünem Gas“
Grubengas
Biogas / Klärgas
Deponiegas
Cl 2
H2S
AK
Wäsche
KatOX
Kälte
Aktivkohle
Absorption
Oxidation
Ausfrieren
DWA
AK
AK
AK
Adsorption
Aktivkohle
Aktivkohle
Aktivkohle
S
F
Si
CO 2
N2
Karburierung
DWA
Wäsche
Adsorption
Absorption
Biogas in Erdgasqualität - „Grünes Gas“
CO2
ESSEN
Gase aus
thermischen
Prozessen
ESSEN
Verfügbare Verfahrenstechnik
Vergasertypen
Drehtrommel
Festbett
Fließbett
Flugstrom
Einordnung nach der
Brennstoffbewegung
Querstrom
Einordnung nach
der Gasführung
Gegenstrom
Gleichstrom
Zweizonen
stationär
Wirbelschicht
zirkulierend
ESSEN
Reingaszusammensetzung verschiedener Vergasungsverfahren
Festbett Wirbelschicht Wirbelschicht Wirbelschicht Flugstrom
zirkulierend
zirkulierend
absteigend
Vergasertyp
Betreiber
Hugo
Petersen
(Wamsler)
Biomasse
Holz
Feuchtigkeit
[%]
IVD,
Stuttgart
Holz/Stroh
Noell, APAS,
Freiberg
Lurgi,
Frankfurt
IEHK,
Aachen
Baumrinde
Elefantengras
15 - 25
10 - 15
13.6
8.8
Oxidator
Luft
Luft
Luft
Luft/O2
Massenstrom [kg/h]
150
3-6
Stroh
Flugstrom
Pyrolyse
IVD,
Stuttgart
Elefantengras
4.1
10.5
O2
-
20
280
1.5
2
H2
[Vol-%]
8
6
14.4
9.7
13.5
11.5
CO
[Vol-%]
16
18
14.6
16
27.7
46.8
CO2
[Vol-%]
14
16
13.6
15
11.3
10.3
CH4
[Vol-%]
4
5.5
4
2.2
<0.1
31.3
N2
[Vol-%]
56
53
35.3
45
17.5
-
Heizwert
[MJ/m³]
5
5.5
4.8
4.0
7.08
18.4
20.3
[°C]
800
800
950
674 - 915
1800
800
[bar]
atm
atm
1.6
atm
2.62
atm
ReaktorTemperatur
ReaktorDruck
3
1
4
ESSEN
Anlagenbeispiel: Fhg UMSICHT, Oberhausen
Gaszusammensetzung
Wasserstoff
CO
CO2
Stickstoff
5 - 9%
15 - 18%
12 - 13%
45 - 48%
Begleitstoffe:
• BTEX
• PAK
Pilotanlage zur
Biomassevergasung
bei Fhg UMSICHT
Gebäude des
Biomassevergasers
Blockheizkraftwerk
(Containereinheit)
ESSEN
Biogas (Synthesegas)
Typische Synthesegaszusammensetzungen
CO
H2
CH4
CO2
N2
Hu
[Vol.-%]
[Vol.-%]
[Vol.-%]
[Vol.-%]
[Vol.-%]
[MJ/Nm³]
BCL
45-55
15-25
12-16
8-14
10-15
UET
20
21
11
42
4.7-8.6
Verunreinigungen in Synthesegasen
•
•
•
•
•
Teere
Schwefel
Alkalien
Staub
Halogenide
ATES MHB
17
15
2
12
50
4.5-5.0
UMSICHT
16
8
4
13
44
4.8
ESSEN
[Vol.-%]
CH4
CO2
CO
H2
N2
H2O
H2S
Toluol
Teer
C2+
Benzol
Heizwert
[MJ/m3]
Anlagengröße
UET
11
20
21
42
7
4,78,6
1MWth
Anlagenbeispiel: Umwelt- und Energietechnik Freiberg
ESSEN
Verfahrens- und rohstoffbedingte Störkomponenten
Gasbegleitstoffe:
Gase aus thermischen Prozessen bestehen aus ca.
H2 15%, CO 17%, CO2 12%, CH4 2%, Teer 5% und Wasser
Der Kondensatbildung infolge der hohen Feuchte des Gases muss durch
entsprechende Leitungsführung oder Trocknung Rechnung getragen werden.
Einer Korrosionsgefährdung durch Anwesenheit von CO2 , H2S, und O2
muss durch geeignete Werkstoffe und Trocknung begegnet werden.
Durch die hohen Inertgas-Anteile (CO2 und N2 ) und Wasserstoffanteile
werden die verbrennungstechnischen Kenndaten beeinflußt.
Chlor, NHi, K, Na, Schwermetalle, Aromate, Stäube, Teere müssen entfernt
werden.
Halogenkohlenwasserstoffe und H2S haben gesundheitliche Auswirkungen
und Korrosion zur Folge.
ESSEN
Einspeisung
in das
Erdgasnetz
ESSEN
Nutzungsmöglichkeiten
Lokale Nutzung
Es gibt in Deutschland derzeit (Juni 2003) 1600 – 2000 Erzeugungsanlagen; das erzeugte Biogas wird meistens für BHKW, zum Teil mit
Wärmeauskopplung genutzt.
Öffentliche Gasversorgung
• In den achtziger Jahren existierte im Niersverband eine Biogasanlage
mit Gaswäsche; das dort erzeugte L-Gas wurde als Austauschgas bis
1997 in das örtliche Netz eingespeist; Kapazität ca. 400 m3/h.
• In Schleswig existiert eine Versuchsanlage, Kapazität 50 m3/h; zur Zeit
ist eine größere Anlage im Bau mit einer Kapazität von ca. 1.000 m3/h,
die Anfang 2004 in Betrieb gehen soll; Carbotech-Gasreinigung,
Verwendung des Produktgases für CNG, Netzeinspeisung möglich.
• Weitere Anlagen mit einer Anbindung an die öffentliche Gasversorgung
existieren derzeit nicht in Deutschland.
ESSEN
Gesetzliche Grundlagen
•
Artikel 7(2) und 10(2) der EG-Richtlinie 98/30/EG:
„... Es (das Verteilerunternehmen) unterlässt auf jeden Fall
jegliche diskriminierende Behandlung von Netzbenutzern oder
Kategorien von Netzbenutzern, ...“
•
Erstes Gesetz zur Änderung des Gesetzes zur Neuregelung
des Energiewirtschaftsrechts (Entwurf 04.12.2000), §4a, Ziffer
(2): „Die Betreiber von Gasversorgungsnetzen sind verpflichtet,
...technische Vorschriften ... zur Interoperabilität ...
festzulegen. Zur Interoperabilität gehören insbesondere
technische Anschluss-bedingungen und die Bedingungen für
netzkompatible Gasbe-schaffenheiten unter Einschluss von
Gas aus Biomasse. Die Vorschriften müssen objektiv und
nicht diskriminierend sein. ...“
•
Stromeinspeisegesetz – Gaseinspeisegesetz (?)
Quelle: Dr. Friedrichs, Hr. Zingrefe et al
ESSEN
Allgemeine Anforderungen nach VV
Einspeisung in Übergabeschnittstellen
•
Ausreichender Druck
•
Kompatibilität
•
Zeit- und Wärmeäquivalenz
ESSEN
Allgemeine Anforderungen nach VV
1.
Für die (diskriminierungsfreie) Übernahme von Dritten in das Erdgasnetz gilt
hinsichtlich der Beschaffenheit der Gase die Anlage Kompatibilität” der VV2 mit
den Bedingungen
- ausreichender Druck
- netzkompatible Beschaffenheit,
wobei u.a. die DVGW- Arbeitsblätter G 260 (“Gasbeschaffenheit”) und
G 685 (“Gasabrechnung”) zu beachten sind.
2.
Der Entwurf des DVGW-Arbeitsblattes G 262 (Juni 2003) “Nutzung von
regenerativ erzeugten Gasen” wird die geordnete Einspeisung dieser Gase
in das öffentliche Gasnetz unter Beachtung des geltenden gesetzlichen Rahmens
regeln. Unter regenerativ erzeugten Gasen werden Biogase, Klärgase,
Deponiegase und Gase aus thermischen Prozessen verstanden.
3.
Die Anforderungen an die Beschaffenheit von Brenngasen (Definition siehe
DIN 1340) in der öffentlichen Gasversorgung werden im DVGW-Arbeitsblatt G 260
(Januar 2000) geregelt. Es ist im allgemeinen Vertragsgrundlage für den nationalen
Gashandel und den Betrieb von Gasanlagen.
ESSEN
Biogasnutzung im DVGW-Regelwerk
•
DVGW-Arbeitsblatt
G 260 „Gasbeschaffenheit“
•
DVGW-Arbeitsblatt
G 685 „Gasabrechnung“
•
DVGW-Merkblatt
G 262 „Nutzung von Deponie-, Klär- und Biogasen“
(Juni 1991)
•
DVGW-Arbeitsblatt
G 262 „Nutzung von regenerativ erzeugten Gasen“
(Entwurfsveröffentlichung 4. Quartal 2002)
Gründe: Erste Version gab als Merkblatt Hinweise zur Nutzung
Zweite Version gibt als Arbeitsblatt Vorgaben zum
geregelten Transport im Netz der Netzbetreiber
ESSEN
Gasbeschaffenheitsmessung
•
Kontrolle der Gasbeschaffenheit im Hinblick auf
Produkthaftung erforderlich
(H2S, Taupunkt, Abwesenheit von vermuteten sonstigen
Gasbegleitstoffen)
•
Messung der Gasbeschaffenheit im Hinblick auf
Steuerung der Konditionierungsanlage erforderlich zur
Einstellung kompatibler Gasbeschaffenheiten (Ho, Wo)
und als Steuergröße zur zeit- und wärmeäquivalenten
Übernahme/Übergabe nach VV
ESSEN
Nutzung für die öffentliche Gasversorgung gemäß G 262
• Das Rohgas muß gereinigt, aufbereitet (entsprechend G260) und
auf den Netzdruck des Netzbetreibers verdichtet werden.
In keinem Fall dürfen gesundheitliche Risiken vom aufbereiteten
Gas ausgehen.
Zur Einspeisung in ein Verteilungsnetz eines örtlichen GVU´s muss
das Gas nach G280 odoriert werden.
• Das Gas kann entweder als Austauschgas oder als Zusatzgas
(Gas zur Konditionierung) dem Netzbetreiber an der Übernahmeschnittstelle zur Verfügung gestellt werden.
• Für die Verwendung als Austauschgas ist die Bestimmung der
übergebenen Energiemenge erforderlich.
• Für eine Verwendung als Zusatzgas zum Grundgas gilt dies
gleichermaßen. Zusätzlich ist ein Gasmischer (G213) notwendig
und die Anforderungen bzgl. Verwendung und Abrechnung nach
G685 hinter dem Mischpunkt müssen gegeben sein.
ESSEN
Schnittstellen zur öffentlichen Gasversorgung
H-Gas
oder
L-Gas
Systemgrenze
Zusatzgas
G 260, Ziffer 4.3
(zur Kond. Ziff. 4.2)
MSR-Anlage
Zusatzgas
Verdichter
V
Mischer
Komponenten
und
Prozesse
Austauschgas
G 260, Ziffer 4.4.2
Reinigung +
Aufbereitung
Austauschgas
Erzeugung
Verdichter
lokale Nutzung
maßgebliche
Regeln
und Literatur
(Auszüge)
AT V-Merkblatt M 363
"Herkunft, Aufbereitung und
Verwertung von Biogasen"
oder
Reinigungsverfahren für
Pyrolyse- oder Vergasungsgase
V
H-Gas
oder
L-Gas
MSR-Anlage
H-Gas
oder
L-Gas
H-Gas
oder
L-Gas
H-Gas
oder
L-Gas
|-- öffentliche Gasversorgung ->
G 260
G 492
G 488
G ...
EN ISO
13686
G 685
ggf. G 280
ESSEN
Anforderungen an Mischanlagen
•
Sind Gase deutlich unterschiedlich, ist evtl. ein Mischer
vorzusehen.
•
Mischanlagen
sind Heiz- oder Wobbewert-gesteuert
Mischanlagen sollten kontinuierlich betrieben werden
können, d. h. gleichmäßige Abnahmen von Gas
•
Regelgrößen sind Druck, Volumenstrom, Heiz- oder
Wobbewerte
•
Starke Gasbeschaffenheitswechsel bewirken großen Regelaufwand und benötigen ein Netz, welches als "Dämpfung"
dient.
ESSEN
Wobbewert-Einfluss
Methanreiche Gase aus natürlichen Vorkommen werden nach
der G 260 in der 2. Gasfamilie
nach dem Wobbe-Index eingeteilt:
E
12,0
Biogase
0,75
- Gruppe L:
Wobbe-Index von
10,5-13,0 kWh/m3
- Gruppe H:
Wobbe-Index von
12,8-15,7 kWh/m3
Die Gruppierung basiert auf
verbrennungstechnisch ähnlichem Verhalten und resultiert
zum Teil aus gerätetechn.
Gründen.
Die Gase, die zur gleichen
Gruppe gehören sind austauschbar, wobei die örtlich
erlaubten WobbezahlschwanKungen gemäß G 260 zu
beachten sind.
ESSEN
Nutzung
L-Gas Gebiete:
Eine Nutzung als Austauschgas ist möglich, wenn CO2 bis auf wenige
Prozente entfernt wird;
Ein Einsatz als Zusatzgas ist beschränkt möglich, abhängig von den
Netzgegebenheiten;
H-Gas Gebiete:
In Versorgungsgebieten mit Russengas-Qualität völlig unbeschränkte
Verwendung als Austauschgas bei weitgehender CO2-Entfernung;
-In Versorgungsgebieten mit Nordseequalität (z.B. Ekofisk, hoher
Brennwert nahe 12 kWh/m3) auch bei nahezu vollständiger CO2Entfernung nur Verwendung als Zusatzgas;
-Bei teilaufbereitetem Zusatzgas mit größeren CO2-Anteilen richtet sich
die zumischbare Menge nach der Vermischungsregel zur Einhaltung der
Wobbezahlgrenzen und örtlich erlaubten Brennwertschwankungen nach
G 685 (2% bei thermischer, 1% bei volumetrischer Abrechnung).
ESSEN
Zusammenfassung
ESSEN
Zusammenfassung
Unter biogenen Gasen werden
• Biogase
• Klärgase
• Deponiegase und
• Gase aus thermischen Prozessen
verstanden.
Die Rohgase werden in Gase aus
• fermentativen und
• thermischen
Prozessen eingeteilt.
Verbrennungstechnische Kenndaten werden
• bei fermentativ erzeugten Gasen von den inerten
Bestandteilen
• bei thermisch erzeugten vom Wasserstoffgehalt
geprägt.
ESSEN
Zusammenfassung
Die Hauptkomponenten bei fermentativ erzeugten Gasen
• sind stark abhängig von den Erzeugungsbedingungen und der
vergärten Masse.
• CH4 (ca. 45-60 Vol-%) und CO2 (ca. 40 - 55Vol-%);
• Bei instabilem Anlagenbetrieb auch weniger als 45 % CH4 möglich.
• Je nach Cosubstrat treten noch auf Silane, andere Schwefelverbindungen, Halogen- Kohlenwasserstoffe, Methanol (aus RapsölME), Ammoniak
ESSEN
Zusammenfassung
Die Hauptkomponenten bei Gasen aus thermischen Prozessen
• sind hauptsächlich H2, CO, CO2, CH4, N2 (aus Luft als Vergasungsmittel),
• Aromaten wie Benzol, Toluol etc. und Teer.
• Volumenanteilen: (Buchenholzspäne, 800 °C, Luftzahl 0,25, Stickstofffrei gerechnet): H2 30%, CO 28%, CO2 12% ,CH4 23%, Benzol 2,1%,
Toluol 0,5%, Teer 5%.
• Alkali-Metallverbindungen, Halogen-Kohlenwasserstoffe, Phosphorverbindungen wurden nachgewiesen.
ESSEN
Zusammenfassung
• Als Grenzen werden unter Berücksichtigung der Wobbewertgrenzen für CO2 6% und für H2 5 Vol.-% angegeben.
• Nach G 260 sind für die 1. Gasfamilie 6%, für Spalt- und Kohlevergasungsgase 3% CO erlaubt.
• Der durchschnittliche Wobbe-Index eines fermentativ erzeugten
Gases liegt mit 60% Methananteil bei 7 kWh/m3 und damit deutlich
unter denen von L- und H-Gas.
• Daraus folgt, dass der CO2-Anteil auf jeden Fall verringert werden
muß, wenn das Gas als Austauschgas verwendet werden soll.
• Bei Zusatzgas gilt dies nicht unbedingt.
• Schwefelwasserstoff und andere Fremdgase wie N2 und O2
müssen ebenfalls entfernt werden.
ESSEN
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