bioLNG: wat is het en wanneer is het vervloeien van biomethaan zinvol

bioLNG (vervloeid biomethaan) is biomethaan dat is gekoeld tot een temperatuur van ongeveer −162°C onder een druk die dicht bij atmosferisch ligt, waarbij het overgaat in vloeibare toestand. Na vervloeiing neemt het ongeveer 600 keer minder volume in dan in gasvorm, waardoor het in tankwagens over grote afstanden kan worden vervoerd en kan worden getankt in zware voertuigen of schepen. Chemisch gezien is het dezelfde brandstof (voornamelijk methaan) als vloeibaar aardgas (LNG), waardoor het gebruik kan maken van bestaande infrastructuur en motoren; het verschil zit in de herkomst en daarmee de koolstofvoetafdruk.

Eigenschappen

Ter vergelijking: bioCNG onder een druk van 200–250 bar heeft een enkele malen lagere energiedichtheid dan cryogene vloeistof; dit is het essentiële voordeel van bioLNG in toepassingen waarbij bereik en laadvermogen van belang zijn.

Waarom vervloeien

1. Zwaar transport. Vrachtwagens die op LNG rijden, hebben een groter bereik dan CNG, en bioLNG kan de emissiereductie van brandstof mogelijk maken met dezelfde vloot.
2. Scheepvaart en maritieme industrie. Schepen die op LNG varen, kunnen bioLNG gebruiken, wat aantrekkelijk is voor rederijen die hun emissies willen beperken.
3. Afnemers buiten het netwerk. Industrie en landbouw die geen toegang hebben tot het gasnet, kunnen vloeibaar gas in tankwagens ontvangen.
4. Logistiek over grote afstanden. Vervloeiing verlaagt de transportkosten per eenheid energie.

Wat is nodig om te vervloeien

• Grondige zuivering van het gas. CO₂ in vloeibaar methaan bevriest, dus de concentratie moet voor het vervloeien dalen tot enkele tientallen ppm; evenzo water (onder 1 ppm), H₂S en andere verontreinigingen. Daarom wordt vervloeiing vaak gecombineerd met cryogene CO₂-scheiding of extra adsorbers.
• Vervloeiingsinstallatie (microvervloeiingsinstallatie) – een systeem van compressoren en warmtewisselaars, gekoeld met een koelmiddel (bijv. stikstof of een koolwaterstofmengsel).
• Cryogene tanks met vacuümisolatie.
• Veiligheidssystemen – ESD, gasdetectie, bescherming tegen uitzetting, explosiegevaarlijke zones.
• Logistiek – cryogene tankwagens, laadarm, tankstations.

Energie voor vervloeiing

Vervloeiing vereist een aanzienlijke hoeveelheid energie, die op kleine schaal ongeveer enkele tienden van een kWh per m³ gas bedraagt of rond de 0,4–0,8 kWh per kg bioLNG (afhankelijk van technologie, schaal en omstandigheden). Voor biomethaan met een energie-inhoud van ca. 10 kWh/m³ betekent dit enkele tot tientallen procenten van de energie van het gas. Uitgaande van 0,6 kWh/kg: van 1 kg LNG (13,9 kWh) verbruiken we 4,3% van de energie, in de vorm van elektriciteit. Daarnaast zijn er verdampingsverliezen (boil-off) bij opslag en overslag.

Rekenvoorbeeld

Aannames: een vervloeiingsinstallatie verwerkt 500 m³/u biomethaan (≈ 0,72 kg/m³ → 360 kg/u), energieverbruik 0,6 kWh/kg, 8000 u/jaar. Productie: 2880 t bioLNG per jaar; elektriciteitsverbruik: 360 × 0,6 × 8000 = 1728 MWh/jaar. Bij een aangenomen elektriciteitsprijs van 600 zł/MWh komt dit neer op ca. 1,04 miljoen zł, oftewel ca. 360 zł per ton bioLNG (ca. 26 zł/MWh brandstofenergie). Deze waarde dient slechts ter illustratie: de werkelijke kosten omvatten ook afschrijving van de vervloeiingsinstallatie, gaszuivering, logistiek en verliezen.

Wanneer is vervloeiing rendabel

Meestal wanneer de waardeketen een afnemer omvat die een premie betaalt voor hernieuwbare brandstof in transport (bij regelgeving die emissiereductie verplicht) en wanneer het volume stabiel is. Zonder deze elementen is biomethaan dat in het net wordt ingevoed meestal eenvoudiger en goedkoper. Vervloeiing kan ook zinvol zijn wanneer aansluiting op het net onmogelijk of vertraagd is en er in de buurt een LNG-station of industriële afnemer aanwezig is.

Risico’s

• afhankelijkheid van één afnemer of regelgeving,
• kosten van elektriciteit en stabiliteit van de vervloeiingsinstallatie,
• veiligheid en opleiding van personeel,
• beschikbaarheid van LNG-vloten en -stations,
• prijsvolatiliteit van concurrerende brandstoffen.

Veiligheid en regelgeving

BioLNG is een cryogene vloeistof, dus de behandeling vereist bescherming tegen bevriezing, lekcontrole en opgeleid personeel. Tanks worden ontworpen met veiligheidskleppen, en verdampt gas (boil-off) moet een bestemming hebben: hervervloeiing, compressie of het net. Installaties vallen onder regelgeving voor drukapparatuur, brandbeveiliging en explosiegevaarlijke zones (ATEX), en het transport van cryogene tankwagens valt onder de regelgeving voor het vervoer van gevaarlijke goederen (ADR).

Samenvatting

bioLNG is een manier om groen gas te leveren waar geen gasleiding komt, en om zwaar transport en de scheepvaart te decarboniseren. Het vereist hogere investeringen en zorgvuldige gaszuivering, maar biedt toegang tot markten waar netbiomethaan geen afdoende oplossing is.