Wärmeverschiebung Du wärmst nur zweimal: So bringt Wärmeverschiebung den CO2-Kreislauf

Von Dominik Stephan

Biogas aus Abfallstoffen gilt als grüne Alternative zu herkömmlichen Erdgas - doch auch bei der Herstellung des nachhaltigen Energieträgers wird CO2 frei. Doch egal ob biogen oder nicht: Das Abgas müsste nicht in die Atmosphäre entweichen. Prozesswärmespezialisten wollen Kohlendioxid im Kreis führen und als Rohstoff zugänglich machen – möglich macht das eine intelligente Wärmeverschiebung.

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Bei dem Projekt in Werlte dient ein mit Biogas betriebener Erhitzer als Stützkessel, die Elektrolyseure werden gekühlt und geheizt, die Aminwäsche versorgt, die Fermentation am Laufen gehalten, ein Dampferzeuger mit Wärme versorgt.
Bei dem Projekt in Werlte dient ein mit Biogas betriebener Erhitzer als Stützkessel, die Elektrolyseure werden gekühlt und geheizt, die Aminwäsche versorgt, die Fermentation am Laufen gehalten, ein Dampferzeuger mit Wärme versorgt.
(Bild: Aura)

Aus Biomüll wird Gas, aus Gas wird Rohstoff: In Biogasanlagen wird mit Hilfe von Blockheizkraftwerken Strom und Wärme regenerativ erzeugt. Dabei entsteht das Biogas durch Fermentation von z.B. Grünschnitt, Haushaltsabfällen, Gülle, vorbehandeltem Stroh – also „Abfällen", die in Deutschland in erheblichen Mengen als Eingangsstoffe für Biogasanlagen zur Verfügung stehen. Der Clou: Zumindest die nachwachsenden Rohstoffe sind als klimaneutral zu bewerten, da beim Wachstum die gleiche Menge CO2 gebunden, wie bei der Verbrennung freigesetzt wird. Das dadurch erzeugte Biogas wird verwendet, um das Blockheizkraftwerk zu betreiben.

Da in den meisten Fällen BHKWs „Wärme geführt“ betrieben werden, also nur dann anspringen, wenn in dem Prozess zur Erzeugung von Biogas Wärme benötigt wird, reduzieren sich die Laufzeiten erheblich: Ohne Wärmebedarf keine Laufzeiten und folglich eine zeitlich eingeschränkte Verwertung des erzeugten Gases.

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Ein Ausweg bietet die Veredelung zu Biomethan, einem Erdgas-Äquivalent, welches ins öffentliche Gasnetz eingespeist werden kann. Hier gibt es, neben anderen, das Verfahren der drucklosen Aminwäsche, bei dem durch Wärmezuführung CO2 aus dem Biogas ausgeschieden wird und kalorisch Erdgas entsteht.

Rohstoff statt Abgas

Die Umweltbilanz verbessert sich weiter, wenn das ausgeschiedene Kohlendioxid nicht in die Atmosphäre gelangt, sondern als Rohstoff genutzt wird, um synthetisches Erdgas zu erzeugen. Denn auch CO2 ist beliebig in das deutsche Erdgasnetz speicherbar – ohne aufwendige Infrastrukturmaßnahmen.

Voraussetzung dafür ist jedoch eine intelligente und präzise Wärmeverschiebung über alle Prozessschritte hinweg. Dabei müssen verschiedene Medien (Rauchgas, Thermalöl, Wasser, Dampf) genauso berücksichtigt werden, wie die unterschiedlichen Temperaturniveaus die zwischen 40—170°C variieren.

Wie das aussehen kann, zeigt ein Anlagenprojekt in Werlte, in dem überschüssiger Strom im Netz mit Elektrolyseuren genutzt wird – Aus Wasser entsteht so Wasserstoff und Sauerstoff. Im weiteren Verfahrensschritt wird CO2 von einer am Standort betriebenen Aminwäsche als Eingangsrohstoff verwendet und in Reaktion mit H2 zu Erdgas (Methan: CH4) wird.

Fachbuch „Wärmeträgertechnik mit organischen Fluiden“Das Buch „Wärmeträgertechnik" erläutert den Stand der Technik beim Einsatz organischer Fluide sowie neueste Vorschriften, deren Kenntnis unabdingbar für Planung, Bau und Betrieb von Wärmeträgeranlagen ist. Ein umfangreicher Anhang bietet Stoffdaten von organischen Wärmeträgermedien.

Hier übernimmt Aura die komplette Wärmeverschiebung und Wärmeerzeugung: Ein Biogas betriebener Erhitzer dient als Stützkessel, die Elektrolyseure werden gekühlt und geheizt, die Aminwäsche versorgt, die Fermentation am Laufen gehalten, ein Dampferzeuger mit Wärme versorgt.

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