Indiens Biogas-Boom

Nickellegierungen spielen in Biogasprojekten eine wichtige Rolle
Von Carrol McCormick

Nickel Magazine, Juni 2008 -- In Indien, dem fünftgrößten und am zweitschnellsten wachsenden Verursacher von Treibhausgasemissionen, werden diese Treibhausgase bei der Erzeugung elektrischer Energie durch die Verbrennung von Biogas (einer aus Methan und Kohlendioxid bestehenden Mischung, die bei der bakteriellen Zersetzung von organischen Stoffen entsteht) genutzt. Dadurch verringert sich die Nachfrage nach Kraftwerken, die mit fossilen Brennstoffen betrieben werden.

Um noch mehr Energie mit Biogas zu erzeugen, plant die in Chatsworth, Kalifornien (USA), ansässige Firma Capstone Turbine Corporation, dieses Jahr mehr Mikroturbinen in Indien zu installieren und auf den 2006 in Purulia (Westbengalen) bei der ersten Installation gemachten Erfahrungen aufzubauen.

„Wir brauchen vier bis fünf [Biogas-] Projekte in einer neuen Region, um die Hindernisse für die Entwicklung zu verstehen. Dann beginnt der Markt zu wachsen,“ meint Tony Hynes, Vice-President und General Manager für die Geschäftstätigkeiten von Capstone in Europa, im Nahen Osten, in Asien und Indien.

In Purulia wurden in einem Milchviehbetrieb zwei Mikroturbinensysteme mit jeweils 30 kW installiert, wobei eines davon als Reserve gedacht ist. Diese Systeme können ans Stromnetz angeschlossen oder unabhängig davon betrieben werden. „Wenn das Netz ausfällt, verbinden wir das Mikroturbinensystem mit der Milchverarbeitungsanlage und halten sie so am Laufen,“ erklärt Hynes.

Bei den Mikroturbinensystemen werden die Nickellegierungen N06002, N07713, N07718, S30100 und S34700 in Bestandteilen wie Verbrennungskammer, Turbinenrad, Hauptrotorachse und Diffusorgehäuse verwendet, die alle ständig im Einsatz sind und einen minimalen Wartungsbedarf aufweisen.

Die Nickellegierungen erweisen sich als so gut, dass das Unternehmen erwägt, den normalen Austauschzeitraum für die Brennkammer und den Turbinenkopf um mehrere Tausend Stunden zu verlängern. Eine solche Verlängerung ist wünschenswert, wenn ein langer, fehlerfreier Betrieb der Geräte erforderlich ist. „Unsere Kunden erzählen uns, dass sie die Geräte weit über den ursprünglich vorgesehenen Austauschtermin hinaus betreiben,“ meint Hynes.

Austenitischer Edelstahl Rostfrei ist der kosteneffizienteste Werkstoff für die Systeme, die das korrosive Biogas vor der Verbrennung in Mikroturbinen reinigen und komprimieren.

Biogas besteht hauptsächlich aus Methan und Kohlendioxid mit etwas Schwefelwasserstoff als Fremdstoff. Wenn Schwefelwasserstoff mit Wasser (mit dem Biogas immer zu 100 % gesättigt ist) gemischt wird, entsteht eine schwache Säure (Schwefelsäure). Kohlendioxid bildet eine milde Kohlensäure in der Gegenwart von Wasser.

„Biogas ist sehr korrosiv, deshalb verwenden wir viel Edelstahl Rostfrei,“ erklärt Adam Brotherton, Technischer Manager bei Unison Solutions Inc., einem in Dubuque, Iowa (USA), ansässigen Unternehmen, das auf Biogaskonditionierung und verteilte Erzeugung spezialisiert ist. „Er weist eine hohe Korrosionsbeständigkeit gegenüber solchen Säuren auf. Wir verwenden hauptsächlich S30400 und S30403, manchmal werden allerdings S31600 und S31603 von Kunden verlangt, da diese Materialien korrosionsbeständiger sind. S30403 kann 40 - 50 Jahre, S31603 100 Jahre halten.“

Ein typisches Komprimierungs- und Reinigungssystem entnimmt das Gas über dem Schlamm in einem Fermenter, in dem sich die Gülle 20 - 30 Tage lang zersetzt hat, und komprimiert und reinigt es, bevor es verbrannt wird.

Bei diesem Verfahren (vereinfachte Beschreibung) strömt das Gas durch Filter, die den Schwefelwasserstoff entfernen. Diese Tanks werden gewöhnlich aus 4,8 oder 6,4 mm starkem Edelstahl-Rostfrei-Blech gefertigt und müssen einem negativen Druck standhalten können.

Das Gas strömt dann durch ein Komprimierungssystem, in dem es auf einen Druck von bis zu 8,2 x 105 Pa komprimiert wird. Die in diesem Verfahren verwendeten Rohre sind gewöhnlich aus Edelstahl Rostfrei. Dann strömt das Gas durch Wärmetauscher, die seine Temperatur auf etwa 4 °C verringern, wodurch es noch mehr Wasser verliert. Anschließend wird das Gas wieder auf 27 °C erwärmt, so dass die relative Feuchtigkeit auf 25 % fällt.

Danach strömt das Gas in Edelstahl-Rostfrei-Behälter, in denen Siloxan, eine in Schmiermitteln und im Gesundheitswesen verwendete Chemikalie, herausgefiltert wird. Da Siloxan sich bei hohen Temperaturen in eine glasähnliche Substanz verwandelt, muss es entfernt werden, bevor das Gas verbrannt wird. Nach diesem Schritt wird das Biogas zu einem Endverbrauchergerät, wie zum Beispiel einer Turbine, einem Verbrennungsmotor oder einer Brennstoffzelle geleitet.

Caroll McCormick ist ein in Montreal ansässiger freiberuflicher Autor.

Fotos: Unison Solutions Inc. und istockphoto.com

<< Voriger   --   Nächster >>