Biomethan in Südafrika: Was der Überblick von 2023 über die Biogasaufbereitung und die Kommerzialisierung sagt

Biomethan in Südafrika befindet sich in einem frühen Entwicklungsstadium: Die Branche schätzte im Oktober 2022 die gesamte installierte Leistung der Biogasanlagen im Land auf ca. 30 MW, überwiegend in Industrieprojekten, und der Überblick vom Juli 2023 in Energies ordnet die Aufbereitungstechniken, die der Kommerzialisierung von Biomethan dienen könnten. Die folgende Analyse fasst die verfügbaren Informationen zusammen und zeigt, woran es für die Marktentwicklung fehlt.

Ausgangspunkt: Größenordnung des Biogases

Der Verband SABIA (Southern African Biogas Industry Association) teilte im Oktober 2022 mit, dass in Südafrika rund 30 MW Biogasleistung in verschiedenen Industrieprojekten installiert seien, davon der Großteil in der anaeroben Vergärung. Das ist eine geringe Größenordnung gemessen am Potenzial landwirtschaftlicher und kommunaler Abfälle, aber ausreichend, um von ersten Erfahrungen mit der Aufbereitung zu sprechen. Biogas kann vor Ort in der Kraft-Wärme-Kopplung genutzt oder zu Biomethan gereinigt werden, also zu einem Gas mit Eigenschaften, die dem Erdgas nahekommen.

Was der Überblick von 2023 enthält

Der Artikel in Energies 16(14), 5272, veröffentlicht am 10. Juli 2023, wertet die Literatur der letzten zehn Jahre sowie Regierungs-, Kommunal- und Unternehmensseiten aus, um lokale Erfahrungen mit der Biogasaufbereitung zusammenzutragen; er behandelt Sorptions-, Trenn- und In-situ-Techniken sowie deren Kosten, Energieverbrauch und Umweltfolgen in Südafrika. Die Autoren schätzen, dass im Land 3 Mio. Nm³ Biogas pro Tag erzeugt werden können. Das in der Literatur beschriebene Standardspektrum an Techniken umfasst:

• Wasserwäsche, bei der sich CO₂ unter Druck in Wasser löst; eine einfache Technologie, jedoch mit hohem Wasserverbrauch,
• Druckwechseladsorption (PSA) an Adsorbensbetten,
• Membrantrennung, vorteilhaft für kleine und mittlere Größenordnungen,
• Aminwäsche (Absorption) mit hohem Wirkungsgrad und großem Wärmebedarf.

Unter polnischen Bedingungen beschreiben wir sie in den Beiträgen zur Wasserwäsche und zur Vorreinigung von Biogas von H₂S und Siloxanen vor der Aufbereitung (Vorreinigung von Biogas).

Warum bioCNG naheliegender erscheint als das Netz

Wir haben keine Bestätigung dafür gefunden, dass in Südafrika eine Anlage Biomethan in das Gasnetz einspeist; in der Praxis wird daher vor allem die Verdichtung von Biomethan und die Lieferung an Industrieabnehmer erwogen, wo es fossile Brennstoffe ersetzt. Im Januar 2017 berichtete gasworld, dass Afrox, ein Unternehmen der Industriegasbranche, mit der Firma New Horizons Energy zusammenarbeitet, um organische Abfälle, die auf Deponien gelangen, zu für die Industrie nutzbaren Produkten zu verarbeiten. Der ohne Abonnement zugängliche Inhalt der Ankündigung ist kurz, daher kennen wir die Einzelheiten des Projekts nicht und wissen nicht, ob eine Anlage entstanden ist.

Woran es für die Marktentwicklung fehlt

1. Stabiler Zugang zu Substrat: Abfälle aus Landwirtschaft, Lebensmittelverarbeitung und Kläranlagen sind verstreut.
2. Regulierungsrahmen und Zertifizierung: Erforderlich sind Qualitätsnormen und ein System zum Nachweis der Herkunft, analog zu den europäischen Herkunftsnachweisen.
3. Energie- und Kraftstoffpreise: Biomethan muss mit LPG und Diesel konkurrieren, und die Förderung (z. B. eine CO₂-Steuer, siehe Südafrika erhöht die CO₂-Steuer) beeinflusst die Wirtschaftlichkeitsrechnung.
4. Finanzierung: Kleine Projekte lassen sich ohne Abnahmeverträge schwer finanzieren.

Bedeutung für Leser aus Polen

Die Erfahrungen Südafrikas erinnern daran, dass die Aufbereitung ohne Abnehmer (Netz oder Fahrzeugflotte) wirtschaftlich keinen Sinn ergibt. In Polen betrifft dasselbe Dilemma die Standortwahl von Biomethananlagen im Verhältnis zum Gasnetz, was wir im Beitrag BHKW oder Biomethan: Wahl des Verwertungswegs für Biogas behandeln.

Gasqualität und Standards

Damit Biomethan Erdgas ersetzen kann, muss es Qualitätsanforderungen erfüllen: einen Methangehalt von in der Regel über 95%, entfernten Schwefelwasserstoff, begrenzte Feuchtigkeit und eine geeignete Wobbe-Zahl. In der Europäischen Union werden die Anforderungen durch die Normen EN 16723 beschrieben (getrennte Teile für die Einspeisung ins Netz und für Fahrzeugkraftstoff). Eine Beschreibung eines einheitlichen nationalen Pendants dieser Normen für Biomethan in Südafrika haben wir nicht gefunden, daher empfiehlt es sich bei Projekten, die auf einem Vertrag mit einem bestimmten Abnehmer beruhen, die Qualitätsparameter im Voraus zu vereinbaren.

Eine Kennzahl, die man im Blick behalten sollte

Für jedes Biomethanprojekt ist der sog. Methanverlust bei der Aufbereitung entscheidend (wie viel Methan mit dem CO₂-Abgasstrom entweicht). Die Technologien unterscheiden sich in dieser Hinsicht, und ihre Wahl beeinflusst nicht nur die Wirtschaftlichkeit, sondern auch die Klimabilanz der Anlage.

Hinweis zu den Quellen

Die Beschreibung des Überblicksartikels beruht auf seinem Titel und der öffentlich verfügbaren Zusammenfassung; detaillierte Kostenvergleiche und die Ergebnisse einzelner Technologien sind dem vollständigen Text des Artikels zu entnehmen. Die Zahlen zur Biogasleistung in Südafrika stammen von einem Branchenverband und haben Schätzcharakter.