211service.com
Chinesisches Projekt bringt Kuhdung zur Arbeit
Eine schnell wachsende Industrie in China – die Milchwirtschaft – ist auch eine wichtige neue Quelle für Treibhausgasemissionen. Aber Huishan Molkerei im Nordosten Chinas versucht dies zu ändern, indem es die weltweit größte Anlage zur Stromerzeugung durch Sammeln von Methangas installiert, das bei der Fermentation von Kuhdung ausgestoßen wird.
Gasbrenner: Huishan Dairy in China hat vier dieser GE Jenbacher 420 Motoren zur Stromerzeugung aus Biogas installiert.
Die Chinesen waren in der Vergangenheit keine großen Milchtrinker, aber sinkende Kosten und aggressive Marketingbemühungen haben dies geändert. Huishans neues System wird verhindern, dass Methan – das als Treibhausgas 23 Mal stärker ist als Kohlendioxid – in die Atmosphäre gelangt. Es reduziert auch Abfall und Gerüche und produziert einen wertvollen organischen Dünger, der sicherer ist als Rohmist.
Der Betrieb bei Huishan ist zehnmal so groß wie die typischen Anlagen zur Stromerzeugung aus Kuhdung. Sein massiver Umfang könnte dazu beitragen, das Projekt wirtschaftlicher zu machen. GE, das die gasbetriebenen Generatoren des Projekts liefert, hofft auch, dass es als Vorzeigeobjekt für die Technologie dienen wird. Methan wird weltweit in der Landwirtschaft nicht in großem Umfang genutzt, hauptsächlich aufgrund der Anschaffungskosten, des Fehlens etablierter Wirtschaftsmodelle und der geringen staatlichen Unterstützung.
Huishan, eine der größten Molkereien des Landes, importiert jeden Monat 3.000 Kühe aus Australien, um seinen riesigen Bestand von 250.000 Kühen zu erhalten – etwa doppelt so viele Milchkühe im gesamten Bundesstaat Florida. Huishans neues Stromerzeugungssystem wird den Abfall von 60.000 Kühen verarbeiten und 5,6 Megawatt Strom produzieren. Es wird genug Strom erzeugen, um den Bedarf von 3.500 amerikanischen Haushalten zu decken, was bedeutet, dass es viel mehr chinesische Haushalte versorgen wird, die viel weniger Energie verbrauchen.
Die bisher größte Anlage zur Stromerzeugung aus Gülle produzierte zwei Megawatt. Die meisten dieser Systeme produzieren noch immer nur wenige hundert Kilowatt. Huishan wird 20 Millionen Kubikmeter Biogas (das sind etwa 60 Prozent Methan) gewinnen.
Technologien zur Gewinnung und Nutzung von Biogas gibt es schon lange. In seiner einfachsten Form ermöglicht ein geschlossener Fermenter den anaeroben Organismen, Gülle abzubauen und das produzierte Methan aufzufangen. Das Gas wird dann in einem Rohr zum Kochen oder Anzünden abgesaugt. Die chinesische Regierung schätzt, dass Millionen kleiner Farmen bereits über solche primitiven Güllekocher verfügen.
Die Stromerzeugung aus Biogas ist schwieriger, da Gasbestandteile wie Schwefelwasserstoff besonders korrosiv sind. Es ist möglich, das Gas zu reinigen, indem der Schwefelwasserstoff entfernt wird, indem es Eisenoxid ausgesetzt wird (ein Prozess, der Hydrodesulfurierung genannt wird). Das Biogas kann dann in Generatoren wie den GE Jenbacher-Motoren, die Huishan verwendet, zur Stromerzeugung verbrannt werden. Diese Motoren wurden so modifiziert, dass sie bei einer für Biogas besonders geeigneten Kompressionsstufe brennen, und sie verfügen über spezielle Beschichtungen, die korrosionsbeständig sind.
Weniger als 1 Prozent der Molkereien in den Vereinigten Staaten fangen Methan auf. Ein Teil der Herausforderung ist die Skalierung. Laut Don Wichert, Direktor für erneuerbare Energieprogramme bei der Wisconsin Energy Conservation Corporation, kostet die Stromerzeugung aus Biogas auf einer Farm mit etwa 100 Kühen doppelt so viel wie auf einer Farm mit über 2.000 Kühen. Huishan sammelt Gülle von 20 nahe beieinander gelegenen Farmen in der Nähe von Shenyang, China, um sie in riesige Fermenter zu füttern. Thomas Elsenbruch, Marketing-Programmmanager für Jenbacher-Motoren bei GE, sagt, dass größere Systeme genug Gas für einen 1-plus-Megawatt-Motor liefern können. Solche Motoren sind effizienter als die 300- bis 500-Kilowatt-Systeme, die in vielen Farmen in Europa oder den USA verwendet werden.
Aber viele andere Hindernisse bleiben bestehen, darunter ein Mangel an Kapitalinvestitionen. Es gibt auch wenige detaillierte Modelle zur Wirtschaftlichkeit des Einsatzes von Biogassystemen auf Farmen unterschiedlicher Größe, die auch unterschiedliche Fütterungsmethoden und Düngemittelmanagementtechniken anwenden, sagt Ann Wilkie, Professorin für Umweltmikrobiologie an der University of Florida.
Auch Vorschriften sind dazwischengekommen. In Kalifornien wurden im vergangenen Jahr seit 2001 mit staatlicher Unterstützung finanzierte Biogasgeneratoren stillgelegt, weil sie zu viel Stickoxid (auch NOx genannt) produzieren.
Ein weiteres großes Hindernis sei mangelnde Aufklärung über die Möglichkeiten von Biogas, sagt Wilkie. Das neue Projekt könnte auf eine Technologie aufmerksam machen, deren breiter Einsatz längst überfällig ist, sagt sie. Es zeigt, dass dies keine Phantomtechnologie ist, auf die wir in Zukunft warten müssen, sagt sie. Dies ist etwas, was wir jetzt tun können, um den vorhandenen Abfall zu beseitigen und erneuerbare Energie zu gewinnen.