Nu kan DTU-forskere forædle biogas til rent methan

Professor Per Møller har startet et bondeoprør. Hans egne jyske rødder fornægter sig ikke, så når biogas-bønderne i Lemvig skal engageres i fremtidens energiproduktion, foregår det på et sprog, de kan forstå – både når det gælder teknik og dialekt.

De 75 landbrug, der i dag er faste leverandører af gylle til biogasanlægget, indvilligede i januar 2013 i, at en del af biogasproduktionen på anlægget blev kanaliseret over i et par containere, som blev installeret i nærheden af anlægget.

Normalt bliver biogassen renset og sendt til en traditionel gasmotor, som producerer el og varme. Men i containerne gennemgik biogassen en helt anden proces, end man er vant til i Lemvig. Det forklarer Per Møller, som forsker i avanceret materialeteknologi på DTU’s Institut for Mekanisk Teknologi:

»Processen, vi har udviklet, kan opgradere biogas, så den bliver til kemisk rent methan. Det giver nogle store perspektiver, når vi skal gøre os uafhængige af fossile brændsler. Methan kan nemlig sendes direkte ud i naturgasnettet eller omdannes til flydende brændsler,« siger han.

Det lyder relativt simpelt; biogas fra husdyrgødning består i forvejen af cirka 65 procent methan og 35 procent CO2 samt noget svovl og andre forurenende stoffer. Men i stedet for bare at rense gassen for svovl og CO2 besluttede Per Møller, at alt kulstoffet skulle i anvendelse, og at der ikke måtte være nogen affaldsstoffer fra processen.

Inspiration fra kafferisteri

Det har ført til en proces, som er i stand til at omdanne al biogas til rent methan. De få urenheder, som biogas normalt indeholder, udfældes og kan føres tilbage til den afgassede gylle som mikronæringsstoffer til jorden:

»Man skal forvente sig lidt af hvert, hvis man forsøger at rense biogas. Foruden sulfider og mercaptaner er der også dampformige silan-forbindelser, der, hvis man blinker en enkelt gang, sætter sig som glasbelægninger i katalysatoren eller gasmotoren,« fortæller Per Møller.

Derfor satte han sig for at undersøge, om der andre steder i industrien var processer, som han måske kunne bruge. Og det var der – på et kafferisteri og hos Nasa:

»På kafferisterier har man store problemer med lugtgener, og det er faktisk de samme stofgrupper, som lugter på et biogasanlæg,« fortæller Per Møller.

Sammen med ph.d. Karsten Bejder, også fra MEK, har han udviklet en totrins-absorber, hvor gassen sendes ind i en beholder fyldt med jernholdige keramiske kugler i forskellige størrelser. Her bliver svovlet og de andre urenheder i gassen i to trin ‘vasket’ med et oxidationsmiddel.

Processen levner ingen affaldsstoffer bortset fra nogle svovlforbindelser, der bliver ført tilbage til den afgassede gylle som mikronæringsstoffer. Men resultatet er en biogas, som består af rent methan og CO2.

Hvis Nasa kan, så kan vi også

Næste inspirationskilde kom fra Nasa, som har taget en over 100 år gammel metode i brug til at omdanne CO2 fra astronauters udåndingsluft til vand. Processen kaldes Sabatier efter den franske opfinder og fungerer ved, at CO2 og brint blandes under højt tryk og temperatur: Resultatet er kemisk rent methan og vand.

Brinten skal jo også komme et sted fra, men her er Danmarks mange vindmøller en glimrende leverandør. Det kræver naturligvis, at overskuds-el omdannes til brint via elektrolyse.

På den måde omdannes gyllens beskidte, afdampede biogas til det reneste methan, samtidig med at energiindholdet forøges med 50 procent, leveret af vindkraft.

»Det, vi gør, er at sammenstille teknologier, som allerede er beskrevet. Og så handler det om at gøre det simpelt,« siger Per Møller, som har flere ideer oppe i ærmet.

For hvorfor skal den rene og gode methan blot brændes af i en gasmotor eller sendes ind i naturgasnettet? Det er den alt for værdifuld til:

»Vi skal da selvfølgelig omdanne den til flydende brændsler,« siger han.

En kubikmeter methan indeholder cirka samme energi som en liter olie, og via den såkaldte Fischer-Tropsch-proces kan methan relativt nemt omdannes til benzin eller diesel:

»På den måde kan vi gøre landmændene uafhængige af brændstof udefra, samtidig med at vi kan levere flydende brændsel til transportsektoren,« siger Per Møller.

Han har beregnet, at alene biogasanlægget i Lemvig kan forsyne 9.000 biler om året med VE-brændstof. Hvis alle landets biogasanlæg fik installeret processen, ville den kunne holde hele landets flåde af personbiler kørende på biobrændsel.

Da anlægget i Lemvig blev stillet op, var landmændenes begejstring til at overse, fortæller Per Møller:

»Men i dag spørger de, hvor­når vi går i gang med næste projekt. De har nemlig lugtet, at de kan ende med at blive energileverandører,« siger Per Møller, som har et 50 kW-anlæg, der skal fungere sammen med et tilsvarende elektrolyse­anlæg, i støbeskeen.

Emner : Biogas
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

"Affald, biogas og biomasse vil i 2050 være de eneste brændsler til rådighed for dansk energiproduktion"

Hvad får dog forskellige energiaktører til at tro blindt på Anders Fogh Rasmussens nonsens fra et Venstre landsmøde for 5-10 år siden om "Et fossilfrit Danmark i 2050"? Eller tænker de blot nøgternt i, hvad der kan udløse forskningsbevillinger?

Opgradering med brint fra vindmøller! Olieraffinaderier har i årtier opgraderet en del af olien med brint, der med et betydeligt energitab fremstilles ud fra olie.

Nu er vi jo alle belært om, at det er umådelig billigt at fremstille vindmøllestrøm, når det blæser og strømmen ikke kan afsættes på markedsvilkår. Må det være mig tilladt at foreslå vindmølleejerne at indgå aftaler med olieraffinaderierne om forsøgsvis fremstilling af brint ved hjælp af deres strøm, så man kan opnå praktisk erfaring med drift af elektrolyseanlæg som vinden blæser?

  • 3
  • 5

Hvis man "relativt nemt" kan omdanne metan til benzin eller diesel kunne det da let have meget bedre virkningsgrad end 2gen bioetanol anlæg. Så er det jo interessant om hvad det koster - dels i anlægsudgifter og dels i drift.? Hvis Lemvig biogas kan producere noget der minder om halvdelen af det der skrives må det snart være slut med 2 gen bioetanol processer.

  • 2
  • 0

Bioscan A/S og andre gjorde et stort arbejde og investerede rigtig mange penge i af fremme biogas. Bioscan kæmpede længe før de gik fallit. Undervejs blev der "uddannet" mange specialister og der blev skabt en del almen besvisthed om mulighederne . bl a forsøgte jeg at få politikerne til at se positivt på mulighederne - men det var så det år vi fik en ny regering der bare skrottede det hele. Så det glæder mig rigtig meget at se at der er ildsjæle der udvikler mulighederne - det er segt

  • 6
  • 0

I et biogas anlæg kan man kun omdanne fedt, protein og kulhydrat til methan og kuldioxid. Et 2-gen bioethanol anlæg nedbrydes cellulose til glukose der så forgæres til ethanol og kuldioxid. Der er altså ikke tale om at biogas kan erstatte 2-gen bioethanol teknologien. (Et 2-gen bioethanol anlæg vil typisk også indeholde et biogasanlæg) Der er nærmere tale om at de to processer supplerer hinanden. I den forbindelse kan man tænke sig, at den nævnte sabatier teknologi vil kunne anvendes i et 2-gen bioethanol anlæg sammen med den temmeligt store biproduktion af kuldioxid. Der bliver produceret ca. lige store masser af kuldioxid og ethanol i et 2-gen bioethanol anlæg. En produktion af hydrogen på basis af periodisk overskuds el (fra vind eller a-kraft?) kan dermed bruges til at booste outputtet fra biogas/biothanol anlæg. Det store spørgsmål må være - hvad koster processen at køre og hvad koster hydrogen der indgår i processen? Vh. Peter Jensen

  • 3
  • 0

En kubikmeter methan indeholder cirka samme energi som en liter olie

ville den kunne holde hele landets flåde af personbiler kørende på biobrændsel.

Jeg har ikke et tal for kun personbilernes forbrug af brændstof, men der sælges omkring 2 mia liter benzin i Danmark hvert år. Hvis vi antager at ingen personbiler kører på diesel og ingen varetransport kører på benzin, så skal der altså bruges 2 mia m3 metan. Opgraderingen med brint sparer 1/3, så det bliver 1.300 mio m3 metan.

Jeg har svært ved at finde et tale for total biogasproduktion i Danmark, men et forsøg på at lægge de forskellige anlægs produktion sammen giver LANGT fra 1.300 mio m3 per år.

  • 0
  • 0

Ifølge og hvis jeg har læst rigtigt er biogasproduktionen 4.5 PJ årligt. Niels Abildgaard hævder potentialet fra mennesker og grise er under 10 og Søren Tafdrup har hævdet mere end 20. Vejtransport bruger 155.Begrebet fis i en hornlygte har fået statsstøtte. De unge mennesker kan med større nytte prøve at lave flydende brændsel af methan. Det er vist ikke bare.

  • 0
  • 4

Hej Peter For mig er det ikke let gennemskueligt om 2 gen bioetanol teknologien over hovedet virker. Der været rejst en del tvivl her på hjemmesiden - http://ing.dk/artikel/dong-saetter-hojt-pr... Knud Haugmark og Søren Kjærsgård - http://www.reo.dk/viden-om-energi/debatten... rejser en række spørgsmål og såvidt jeg har SDU også tvivl om processens effektivitet. Med der findes tal for at man kan producere 300 ml metan pr kg halm i en biogas process ved at extrudere halmen først. Hvis vi nu putter 2,5 mio tons halm og 1,5 mio tons dybstrøelse i biogasanlæggene så har vi da tæt på 1300 mio m3 metan. Og hvis så kan omsætte det til 1,3 mio tons benzin eller diesel - så er vi da ikke så langt fra noget interessant. Og ja det kræver brint i rå mængder. (men jeg hørte lige at man regner med at 30 % af driftsudgifterne i et 2 gen bioetanol anlæg er enzymer - så selv om det er meget dyrt kan det godt være billigere end 2 gen etanol) Spørgsmålet er bare - Hvad koster det? - Virker det?

  • 0
  • 0

Citat: "I et biogas anlæg kan man kun omdanne fedt, protein og kulhydrat til methan og kuldioxid. "

Nu er der vel kun ret begrænsede mængder af ovenstående ingredienser i gylle, så det omtalte biogasanlæg må vel modtage en del andre leverancer, end dem ejerkredsen (bønderne) umiddelbart kan levere. Nej egentlig snyd er det vel ikke, hvis der også hældes slagteriaffald og andet godt i, men jeg synes ved lignende beregninger at have kunnet konstatere, at gyllen som sådan, egentlig mere er i vejen for processen. Men en væsentlig del af øvelsen er vel også bare at komme af med den... Vindmøllerne skal vel stå på samme matrikkel, hvis ikke afgiftsystemet skal lægge rigeligt med "gift" for drømmescenariet?

  • 0
  • 0

Jeg har set et profitabelt gyllegasmotoranlæg, der i alt væsentligt kørte på tilskud og norsk laksetranolie. Det idiotiske er at B&W snildt kunne lave en motor der tyggede det ugærede tran med dobbelt så stort udbytte og halvt så meget møje.Uden trantilskud kunne anlægget dårligt holde sig varm og betale for servicen.

  • 1
  • 2

Nu må der snart politisk beslutning om hvad vi skal bruge vores begrænsede mængde biomasse til. Til naturgas, bioetanol til biler og flyvemaskiner, til el eller varmeproduktion, til bioplast, møbler m.v. Eller til rengøringsmidler?

Hvis vi satser på at importere biomasse, vil vi blive afhængige af at kunne bruge andres biomasse. Ligesom vi nu er afhængige af olien.

Tænk sig alle de forskningsmidler vi spilder. Og nu må tiden være inde til at beregne økonomien i det og vælge ud hvad vi i DK vil satse på.

I Tullebølle på Langeland anvender de den langelandske halm til boligopvarmning af ca 200 boliger. Det er bæredygtigt, at Halmen bruges lokalt.

  • 1
  • 1

Hvis vi satser på at importere biomasse, vil vi blive afhængige af at kunne bruge andres biomasse. Ligesom vi nu er afhængige af olien.

Man må virkelig håbe at andre ikke går same vej som os, for så bliver der godt nok mangel på denne biomasse. Måske vi så kan forfine teknikken i at lave fødevarer ud af olien, for der bliver ikke mange fødevarer tilbage, hvis de alle skal laves til brændstof eller brændes.

  • 1
  • 3

Det udstyr der skal bruges til Sabatier processen er vel langt hen ad vejen det samme som Siemens bruger i deres stenlager. En pumpe bringer biogas plus brint op på høj temperatur og tryk, hvorefter den færdige methan ekspanderes gennem en turbine for at genvinde pumpenergien.

  • 0
  • 0

Det er rigtig at der ikke er specielt meget biogas i gylle fra landbruget men der er meget af den og det er et godt medie at udrådne andre ting i. Hertil kommer, at den udrådnede gylle efterfølgende er bedre at bruge som gødning, da N og P er omsat og dermed umiddelbart tilgændeligt for planterne. Samfundsværdein af et biogasanlæg er ikke kun energiudbyttet men også miljøgevinsten. Hvis vi i fremtiden kan koble et antal biorafinaderier til elnettet og bruge dem som aftagere af overskuds el, er der endnu en samfundsgevinst.

Halm og biogas, se fx her: http://www.biogasdk.dk/files/halm_til_biog...

Om forbehandlet halm bedst omsættes af gærceller til ethanol eller af bakterier til methan må vise.

Vh. Peter Jensen.

  • 2
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten