Biogas upgrading – Review of commercial technologies - SGC

Sammanfattning
SGC Rapport 2013:270
Intresset kring biogas liksom produktionen ökar ständigt, såväl i Sverige som globalt.
För att kunna använda biogasen som fordonsbränsle eller för att distribuera
den på naturgasnätet måste den råa biogasen uppgraderas, d.v.s. bl.a. koldioxiden
måste tas bort för att öka gasens energiinnehåll. Att uppgradera biogas började
man med redan på 1990-talet, men det är först under de senaste åren som
den verkliga tillväxten inom detta område har tilltagit. Idag finns det mer än 220
biogasuppgraderingsanläggningar i världen varav ca 55 finns i Sverige.
Från början dominerade PSA och vattenskrubbern marknaden för biogasuppgraderingsanläggningar,
men under senare tid har andra skrubbermetoder, som
aminskrubbern, och membrananläggningar tagit en allt större del av marknaden. I
denna rapport behandlas alla de större teknikerna som finns på marknaden idag
och deras egenskaper jämförs mot varandra. De större existerande teknologierna
är:
Aminskrubbern - en kemisk skrubber som använder sig av aminer som binder
in koldioxiden kemiskt. På detta sätt avlägsnas koldioxiden utan att biogasen
behöver trycksättas. För att få koldioxiden att släppa från aminen
igen måste värme tillföras för att driva reaktionen baklänges.
PSA – Pressure Swing Adsorption är en metod som använder sig av en
adsorbent som binder in koldioxid till dess yta. Vid ett högt tryck på biogasen
binds koldioxiden in och genom att växla mellan högt och lågt tryck kan
koldioxiden bindas in och avlägsnas i olika cykler.
Membran - en fysisk barriär som är tillverkad på ett sådant sätt att koldioxiden
kan passera igenom medan metanen inte kan. Genom att trycksätta
biogasen kommer koldioxiden att pressas igenom membranfiltret medan
metanen kommer att stanna kvar och på så vis uppgraderas biogasen.
Vattenskrubbern - en fysisk skrubber som använder vatten för att separera
koldioxiden från biogasen. Detta är möjligt eftersom koldioxid har mycket
högre löslighet än metan i vatten. Genom att trycksätta biogasen kommer
koldioxiden att lösa sig i vattnet och kunna transporteras bort.
Organisk fysisk skrubber – en fysisk skrubber som fungerar som en vattenskrubber,
men med den skillnaden att ett organiskt lösningsmedel används
istället för vatten. I övrigt är dessa tekniker jämförbara.
I standardutförande är aminskrubbern effektivast för separation av koldioxid från
biogasen då den kan ta bort hela 99.8% av koldioxiden i den inkommande biogasen.
För övriga tekniker är denna siffra något lägre men inom samtliga tekniker
finns möjlighet att nå 98% metan i den uppgraderade biogasen, dock beroende på
den råa gasens egenskaper som t.ex. innehåll av syre och kväve.
Energiförbrukningen för de olika teknikerna är liknande, med undantag för aminskrubbern,
se figuren på nästa sida.
Svenskt Gastekniskt Center AB, Malmö – www.sgc.se 5