Biogas opwaarderen en CO2 uit biogas verwijderen
Bij biogasopwaardering worden CO2 en andere onzuiverheden uit ruw biogas verwijderd om biomethaan te produceren. De afgescheiden CO2-rijke stroom kan vervolgens worden gezuiverd en vloeibaar gemaakt tot BioCO2. Solveno richt zich op deze downstream CO2-terugwinning, niet op de biogasopwaarderingstechnologie zelf.
![Stroomschema Biogasupgrading]()
Wat is biogas?
Wat is biogas?Biogas is een hernieuwbaar gas dat ontstaat door anaerobe vergisting van organisch materiaal zoals landbouwresiduen, mest, voedselafval en zuiveringsslib. Het bestaat hoofdzakelijk uit methaan (CH₄) en koolstofdioxide (CO₂). De European Biogas Association geeft een ruimer overzicht van biogas, biomethaan en hun toepassingen.
Bij anaerobe vergisting ontstaat ook digestaat. Dit restproduct bevat waardevolle nutriënten zoals stikstof, fosfor en kalium en kan, binnen de geldende kwaliteits- en wettelijke voorwaarden, in de landbouw worden ingezet. Meer achtergrond hierover is te vinden in het EBA-rapport over digestaat in Europa.
Hoe wordt CO2 uit biogas verwijderd bij biogasopwaardering?
Bij het opwaarderen van biogas wordt CO2 van methaan gescheiden om de methaanconcentratie te verhogen en biomethaan te produceren. Hiervoor worden onder meer membraanscheiding, waterwassing, Pressure Swing Adsorption (PSA) en chemische absorptie toegepast. Deze commerciële technieken worden beschreven door het Joint Research Centre van de Europese Commissie.
Ruw biogas bevat voornamelijk methaan en koolstofdioxide, samen met vocht en kleinere hoeveelheden andere componenten. Tijdens het opwaarderen worden CO2 en andere ongewenste componenten afgescheiden of gereduceerd zodat een methaanrijke gasstroom ontstaat die aan de eisen van de gewenste toepassing kan voldoen.
De toegepaste opwaarderingstechniek beïnvloedt ook de eigenschappen van de afgescheiden CO2-rijke stroom. Voor verdere CO2-terugwinning moeten daarom onder meer de CO2-concentratie, het resterende methaan, zuurstof en stikstof, vocht, verontreinigingen, druk, temperatuur en het debiet van de beschikbare stroom worden beoordeeld.
Wanneer biomethaan aan de vereiste specificaties voldoet, kan het bijvoorbeeld in het gasnet worden geïnjecteerd of als hernieuwbare brandstof worden gebruikt. De Europese Commissie beschrijft de rol van biomethaan en duurzame biogasopwaardering binnen het Europese energiesysteem.
De afgescheiden CO2-rijke stroom is een afzonderlijke productstroom. Wanneer de samenstelling geschikt is, kan deze in een specifieke CO2-terugwinningsinstallatie verder worden gezuiverd en vloeibaar gemaakt tot vloeibare biogene CO2. Solveno richt zich op deze downstream CO2-terugwinning en levert niet de voorafgaande technologie voor het opwaarderen van ruw biogas.
Teruggewonnen biogene CO2 kan, afhankelijk van de behaalde productspecificatie en de eisen van de afnemer, voor verschillende toepassingen worden ingezet. Voorbeelden zijn industriële toepassingen, glastuinbouw en toepassingen in voeding en dranken. Het EBA-rapport over biogene CO2 uit biomethaan geeft een overzicht van de mogelijke markten en toepassingen.
Samenstelling van biogas
De exacte samenstelling van ruw biogas varieert volgens de gebruikte grondstoffen en procesomstandigheden. Methaan en koolstofdioxide vormen de twee belangrijkste componenten, aangevuld met vocht en kleinere hoeveelheden andere gassen en verontreinigingen.
Methaan (CH₄): Methaan is de energiehoudende component van biogas. Het verhogen van de methaanconcentratie is het belangrijkste doel van conventionele biogasopwaardering.
Koolstofdioxide (CO₂): CO₂ vormt een belangrijk deel van ruw biogas en wordt tijdens het opwaarderen van het methaan gescheiden. De afgescheiden CO2-rijke stroom kan vervolgens worden beoordeeld voor verdere CO2-terugwinning.
Waterdamp: Ruw biogas bevat doorgaans vocht. De vereiste droging hangt af van het verdere proces en de gewenste productspecificaties.
Andere componenten: Afhankelijk van de grondstoffen en installatie kan biogas onder meer waterstofsulfide (H₂S), stikstof (N₂), zuurstof (O₂) en andere sporenelementen bevatten. Hun concentraties zijn relevant voor zowel de opwaardering als de daaropvolgende CO2-terugwinning.
Wat kun je met biogas doen?
Biogas kan rechtstreeks voor energieproductie worden gebruikt of worden opgewaardeerd tot biomethaan voor andere toepassingen:
Elektriciteit en warmte: Biogas kan worden ingezet voor de productie van hernieuwbare elektriciteit en warmte.
Biomethaan: Door CO2 en andere ongewenste componenten te verwijderen ontstaat een methaanrijke biomethaanstroom.
Injectie in het gasnet en transport: Biomethaan dat aan de geldende specificaties voldoet, kan worden geïnjecteerd in gasinfrastructuur of als hernieuwbare brandstof worden gebruikt.
CO2-terugwinning: Een geschikte CO2-rijke stroom uit de biogasopwaardering kan verder worden gezuiverd en vloeibaar gemaakt tot herbruikbare biogene CO2.
Milieu- en economische aspecten
Anaerobe vergisting zet organisch materiaal om in hernieuwbaar gas en produceert tegelijk digestaat waarmee nutriënten kunnen worden gerecycleerd. Door het biogas op te waarderen ontstaat biomethaan voor toepassingen met een hogere gaskwaliteit.
Wanneer ook de afgescheiden CO2-stroom technisch geschikt is voor terugwinning, kan bijkomende zuivering en liquefactie een bruikbaar biogeen CO2-product opleveren. De technische en economische haalbaarheid hangt onder meer af van de gassamenstelling, het beschikbare CO2-volume, de bedrijfscondities, de vereiste productspecificatie en de beschikbare afzetmarkt.
Technische bronnen en aanvullende informatie