Treibhausgase, Netto-Null-Ziele und die Rolle von Biomethan
Die Verwendung von Biomethan als Alternative zu Erdgas aus fossilen Brennstoffen.
Treibhausgase (THG) wie Kohlendioxid, Methan, Ozon, Lachgas und Wasserdampf tragen durch einen als Treibhauseffekt bekannten Prozess zur Regulierung der Erdtemperatur bei.
Im letzten Jahrhundert haben jedoch menschliche Aktivitäten – insbesondere die Verbrennung fossiler Brennstoffe wie Kohle, Öl und Gas – dazu geführt, dass übermäßig viel Kohlendioxid und andere Treibhausgase in die Atmosphäre gelangt sind. Dies führt zu einem Anstieg der Erdtemperatur und verändert die langfristigen Wetterverhältnisse, was als Klimawandel bezeichnet wird.
In allen Branchen ergreifen Unternehmen Maßnahmen zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen und zur Annäherung an die Netto-Null-Ziele, von der Installation grüner Energiesysteme bis hin zur Nutzung erneuerbarer Erdgasquellen wie Biogas und Biomethan.
Die Technologie von INFICON unterstützt diese Bemühungen durch ihre analytischen Lösungen, die entlang der gesamten Wertschöpfungskette zum Einsatz kommen, sei es durch fortschrittliche Gasleckdetektion oder die Analyse von Biogas und Biomethan, um zum Umweltschutz beizutragen und gleichzeitig die Nachhaltigkeitsziele voranzutreiben.
Ein starkes, jedoch häufig übersehenes Treibhausgas
Viele Einrichtungen in kalten Klimazonen nutzen häufig Erdgas zum Heizen. Leider besteht Erdgas hauptsächlich aus Methan, das wirksamer ist als Kohlendioxid (CO2). Auch wenn Methan eine deutlich kürzere Verweildauer in der Atmosphäre hat (10 Jahre im Vergleich zu mehreren hundert Jahren bei CO2), ist Methan über einen Zeitraum von 20 Jahren gemessen mehr als 80-mal wirksamer als CO2 und über einen Zeitraum von 100 Jahren gemessen 20-mal wirksamer.
Die Emissionen aus der Verbrennung von Erdgas sind zwar geringer als die von Kohle oder Öl, jedoch deutlich höher als die von sauberen Energiequellen. Die Bohr-, Förder- und Transportprozesse tragen alle zu hohen Methanleckagen bei, wie Feld- und Luftbildstudien bestätigen.
Die Kosten für die Umstellung der Infrastruktur können jedoch erheblich sein. Eine mögliche Lösung besteht darin, die Energiequelle von fossilen Brennstoffen auf Biomethan umzustellen, das durch anaerobe Zersetzung organischer Stoffe gewonnen wird. Dieser Ansatz verhindert die Freisetzung von Methan, das andernfalls ungenutzt bleiben würde. Das Gas wird aus flüchtigen Methanemissionen aus Quellen wie Deponien, Güllebecken und Abwasseraufbereitungsanlagen gewonnen und genutzt, was zu einer Verringerung dieser in die Atmosphäre freigesetzten Gase und zu einem geringeren Bedarf an Erdgasbohrungen führt.
Biogas wird in Biomethan umgewandelt, indem Methan von Kohlendioxid, Schwefelwasserstoff und Wasserdampf getrennt wird. Es kann dann ohne Änderungen an der Infrastruktur als direkter Ersatz für Erdgas verwendet werden. Gasanalysatoren quantifizieren die Bestandteile und liefern den Brennwert des Gases.
Lösungen von INFICON
Analytische Lösungen von INFICON unterstützen Unternehmen dabei, ihre Netto-Null-Emissionsziele durch Lecksuche und Gasanalyse zu erreichen.
Unser IRwin®-Methanlecksucher bietet eine kostengünstige Lösung zur Erkennung von Lecks in Deponien, Kläranlagen, anaeroben Faulbehältern in landwirtschaftlichen und industriellen Anlagen, Öl- und Gasanlagen sowie Pipelines. Der eigensichere IRwin-Methanlecksucher ist ein intuitives, robustes und schnelles Gerät, das speziell für anspruchsvolle Anwendungen entwickelt wurde, bei denen Methanlecks identifiziert und lokalisiert werden müssen. Das Gerät nutzt eine proprietäre IR-Technologie zur Messung von Methankonzentrationen im Bereich von ppm bis zu 100 Vol.-%. Diese Technologie ermöglicht außerdem ein Gerät, das selektiv auf Methan reagiert und sich nach einer erheblichen Gasexposition schnell erholt. Schnelle Reaktions- und Erholungszeiten, keine Querempfindlichkeit, effizientes Zubehör und digitalisierte Dokumentation sind wichtige Merkmale für eine schnellere Leckageuntersuchung.
Sobald die Lecks identifiziert und das Biogas aufgefangen wurde, muss es gereinigt werden, um zu Biomethan zu werden, weshalb die Gasanalyse von entscheidender Bedeutung ist. Die Qualität des gereinigten Gases muss gemessen werden, damit es mit Erdgas gemischt und transportiert werden kann. Die Gaschromatographie ist eine bekannte Analysetechnik, die zur Trennung und Quantifizierung von Gasen eingesetzt wird. Unser Micro GC Fusion unterscheidet sich von der herkömmlichen Chromatographie, da er eine schnelle Analyse in einem transportablen Gehäuse ermöglicht. Micro GCs können für eine schnelle Gasanalyse vor Ort mitgenommen werden, wobei die Probenintegrität auch in rauen Umgebungen, wie z. B. Deponien, gewährleistet bleibt. Alternativ kann der Micro GC an einem festen Standort aufgestellt werden, wobei seine geringe Stellfläche optimal für beengte Platzverhältnisse ist. Der Micro GC Fusion ist mit einem mikroelektromechanischen (MEMS) Mikro-Wärmeleitfähigkeitsdetektor (TCD) ausgestattet, der eine Nachweisgrenze von 1 ppm bietet und damit mindestens zehnmal empfindlicher ist als herkömmliche TCDs.
Weltweite Produktion und Nutzung von Biomethan
Die Verwendung von Biomethan als Alternative zu Erdgas aus fossilen Brennstoffen stellt keine schnelle Lösung dar, was vor allem auf die begrenzten Vorräte und die unzureichende Infrastruktur zurückzuführen ist. Europa ist derzeit der größte Produzent von Biogas, wobei Deutschland fast zwei Drittel der europäischen Biogasanlagenkapazität ausmacht. Während Energiepflanzen ursprünglich den Ausbau der Biogasproduktion in Deutschland vorangetrieben haben, hat sich die Politik inzwischen auf die Nutzung von Ernterückständen, Folgepflanzen, tierischen Abfällen und Methan aus Deponien verlagert. Auch andere europäische Länder, darunter Dänemark, Frankreich, Italien und die Niederlande, fördern die Biogasproduktion.
In China wurden mit Biogas-Maßnahmen in der Vergangenheit die Nutzung in Haushalten gefördert, während die Einführung von Biomethan im industriellen Maßstab erst in jüngerer Zeit begonnen hat. In den Vereinigten Staaten stammen fast 90 % der Biogasproduktion aus der Sammlung von Deponiegas. Es besteht auch ein wachsendes Interesse an der Biogasproduktion aus landwirtschaftlichen Abfällen als Rohstoff, da Vieh etwa ein Drittel der Methanemissionen in den USA verursacht. In der Nähe unseres Werks in Syracuse, New York, wurden kürzlich mehrere neue Anlagen eröffnet, was diesen Wandel unterstreicht. Die USA sind auch weltweit führend bei der Nutzung von Biomethan als Kraftstoff für den Verkehr, unterstützt durch staatliche und bundesstaatliche Anreize.
Angetrieben durch den Bedarf an nachhaltiger Energie, die Notwendigkeit, Treibhausgasemissionen zu reduzieren, technologische Fortschritte und Skaleneffekte, wird Biomethan zunehmend zugänglich und kostengünstig werden, was es zu einem praktikablen Instrument für Unternehmen auf ihrem Weg zu umweltverträglichen Betriebsabläufen macht.
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