BiomethaanToelichting
Meting van kwaliteit en hoeveelheid biomethaan bij invoeding: chromatograaf, gasmeter, propaan
De afrekening van biomethaan is gebaseerd op energie: de gasmeter meet het volume, de chromatograaf meet de stookwaarde. We beschrijven het meetsysteem, propaan voor calorische correctie en kwaliteitsbewaking.
Andere taalversies: Polski, English, Deutsch, Español, Français, Italiano.
Biomethaan dat in het net wordt ingevoed, wordt afgerekend in energie-eenheden. Daarom meet men op het station twee grootheden: het gasvolume (gasmeter met correctie) en de verbrandingswarmte of stookwaarde (gaschromatograaf). Het product van beide geeft de hoeveelheid energie waarvoor de producent betaald krijgt of die wordt geregistreerd voor het garanties van oorsprong-systeem. Daarnaast worden parameters gemeten die het net beschermen: het dauwpunt van water en koolwaterstoffen, zuurstof, H₂S en andere componenten, afhankelijk van de eisen van de netbeheerder.
Meting van volume
De meest gebruikte gasmeters zijn:
| Type | Kenmerken |
|---|---|
| Turbine | geschikt voor grotere debieten, vereist rechte leidingsecties en filtering |
| Rotor | nauwkeurig bij lagere debieten en lage drukken |
| Ultrasoon | geen bewegende delen, breed meetbereik, populair in nieuwe stations |
| Massameter (Coriolis) | meet massa, onafhankelijk van druk en temperatuur; toegepast bij o.a. bioCNG/bioLNG |
Het gemeten werkvolume wordt door de volumecorrector omgerekend naar normaalomstandigheden (referentietemperatuur en -druk zoals vastgelegd in het contract of de regelgeving). De meetinstrumenten zijn onderworpen aan wettelijke metrologische controle en worden periodiek gekalibreerd.
Kwaliteitsmeting: chromatograaf
De gaschromatograaf scheidt de componenten van het gas (CH₄, CO₂, N₂, O₂, hogere koolwaterstoffen, indien nodig H₂) en berekent op basis daarvan de verbrandingswarmte (GCV), stookwaarde, Wobbe-index en relatieve dichtheid. Het apparaat werkt cyclisch (cyclus van enkele minuten), waardoor de resultaten periodiek worden gemiddeld. Voor de afrekening wordt meestal de verbrandingswarmte gebruikt, in Nederland – conform de door de netbeheerders vastgestelde regels.
De chromatograaf vereist een referentiegas, regelmatige kalibraties, bescherming tegen vervuiling en redundantie of een vervangende procedure bij storing.
Fysische parameters
- Dauwpunt van water – condensaat in het net is gevaarlijk, dus controleert een dauwpuntanalysator of er niet te veel water aanwezig is.
- Dauwpunt van koolwaterstoffen – belangrijk bij verrijking met propaan.
- Zuurstof – zuurstofanalysator, omdat zuurstof in het net corrosie en gevaar in gasopslag kan veroorzaken.
- H₂S en zwavel – continue meting van H₂S of periodieke bepaling van totaal zwavel.
Toevoeging van propaan (LPG)
Biomethaan met een lagere verbrandingswarmte dan vereist door de netbeheerder (bijv. door rest-CO₂ of N₂) kan worden verrijkt met propaan, zodat de Wobbe-index en verbrandingswarmte binnen de vereiste marges van het net vallen. Deze oplossing is standaard in sommige landen, maar verhoogt de kosten (aankoop LPG) en introduceert een fossiele component in het biomethaan, wat invloed kan hebben op de afrekening van de groene-gasstatus: de energie uit toegevoegd propaan is niet hernieuwbaar, tenzij het propaan ook hernieuwbaar is. Daarom wordt alleen de energie van het biomethaan afgerekend, terwijl het propaan apart in de balans wordt opgenomen. Het project moet worden afgestemd met de netbeheerder en de certificerende instantie.
Voorbeeld: calorische correctie
Aannames: biomethaan met een verbrandingswarmte van 10,9 kWh/m³ (iets onder de vereiste waarde van 11,0 kWh/m³), debiet van 400 m³/h. Toevoeging van propaan met een verbrandingswarmte van ca. 28 kWh/m³ in een hoeveelheid x m³/h verhoogt de verbrandingswarmte van het mengsel: (400 × 10,9 + x × 28)/(400 + x) = 11,0. Oplossing: 4360 + 28x = 4400 + 11x → 17x = 40 → x ≈ 2,4 m³/h propaan, oftewel ca. 0,6% van het volume. Een kleine hoeveelheid, maar kostbaar en vereist een aparte meting; propaan vormt ca. 0,6% van het volume, maar ca. 1,5% van de energie (2,4 × 28 = 67 kWh van 4427 kWh).
Borging van de datakwaliteit
- Kalibraties en controles van de chromatograaf volgens plan.
- Redundantie van kritieke metingen (bijv. twee zuurstofanalysatoren).
- Registratie van gegevens en onveranderlijke meetlogs.
- Procedures voor actie bij meetstoringen (onderbreking van de invoeding of vervangende afrekening).
- Audit van het systeem door de netbeheerder en, indien vereist door het certificeringssysteem, door een certificerende instantie.
Garanties van oorsprong
De gegevens van de gasmeter en chromatograaf vormen de basis voor de uitgifte van garanties van oorsprong (hoeveelheid energie uit biomethaan). Daarom is hun betrouwbaarheid niet alleen van belang voor de afrekening, maar ook voor de handelswaarde van het gas als groen product.
Meetonzekerheid en opbrengst
Een meetfout in volume of verbrandingswarmte heeft een directe invloed op de opbrengst. Bij een jaarproductie van 4 miljoen m³ biomethaan betekent een onderschatting van de verbrandingswarmte met 0,5% een verlies van ca. 20.000 m³ energie-equivalent, oftewel ongeveer 220 MWh. Daarom is het bij het beoordelen van aanbiedingen belangrijk om de nauwkeurigheidsklassen van de instrumenten en de kosten van hun kalibratie te vergelijken. Een goede praktijk is ook het periodiek vergelijken van de meetwaarden met een onafhankelijk laboratoriumonderzoek.
Samenvatting
Een goed meetsysteem is geen bijzaak, maar de basis voor afrekening en netveiligheid. Bij het ontwerpen van een station moeten de metrologische eisen, redundantie van kritieke analysatoren en noodprocedures al in de overlegfase met de netbeheerder worden gepland.
