Eine grundlegende Einschränkung: Fahrzeuge nutzen kein Rohbiogas aus dem Fermenter. Für den Einsatz als Kraftstoff wird das Gas auf Biomethanqualität aufbereitet, getrocknet und konditioniert. Anschließend wird es verdichtet oder verflüssigt. Diese letzten Schritte bestimmen die Speicher, Tankstelle, den Energiebedarf und die Reichweite der Fahrzeuge.
Bio-CNG: Gas unter hohem Druck
Bio-CNG entsteht durch mehrstufige Verdichtung von Biomethan. Eine Tankstelle kann für schnelles Betanken eine Speicherkaskade nutzen oder Fahrzeuge während ihrer Standzeit langsamer betanken. Die Technik eignet sich für Stadtbusse, kommunale Fahrzeuge, Lieferfahrzeuge und Flotten, die regelmäßig zum Betriebshof zurückkehren.
Ein Vorteil ist die etablierte CNG-Technik mit geringerem energetischem Aufwand als die Verflüssigung. Aufgrund seiner höheren volumetrischen Energiedichte kann mit Bio-LNG im gleichen Tankvolumen mehr Energie gespeichert werden, wodurch es sich besser für Anwendungen mit höheren Reichweitenanforderungen eignet.
Bio-LNG: Methan im kryogenen Tank
Biomethan wird weitgehend getrocknet und ungefähr auf seine Siedetemperatur abgekühlt. Dabei wird es flüssig und sein Volumen nimmt erheblich ab. Bio-LNG ermöglicht eine größere Energiemenge im Tank und ist daher für schwere Lkw, lange Strecken, Schiffe und die Verteilung von Gas an Standorte ohne Pipeline interessant.
Die Verflüssigung erfordert einen aufwendigeren kryogenen Prozess, isolierte Tanks und den Umgang mit verdampfendem Gas. Im Gas dürfen keine Bestandteile verbleiben, die bei niedrigen Temperaturen gefrieren und die Wärmetauscher blockieren würden.
Die Standzeiten der Fahrzeuge beeinflussen die Wahl
Eine Flotte, deren Fahrzeuge nachts auf dem eigenen Betriebshof stehen, kann langsames CNG-Betanken bei geringerer Spitzenleistung des Verdichters nutzen. Ein öffentlicher Korridor für schwere Lkw benötigt schnelles Betanken, hohen täglichen Durchsatz und eine zuverlässige Kraftstoffversorgung. Bio-LNG bietet mehr Flexibilität in der Logistik, erfordert aber die Aufrechterhaltung der kryogenen Temperatur.
Erzeugung an der Anlage oder Bezug aus dem Gasnetz?
Eine Tankstelle kann direkt an eine lokale Biomethanaufbereitungsanlage angeschlossen sein oder Biomethan aus dem Gasnetz beziehen, sofern ein entsprechendes Zertifikatesystem besteht. Die lokale Lösung spart einen Teil des Transports, muss aber die kontinuierliche Produktion mit wechselnden Fahrzeugankünften abstimmen. Das Netz bietet größere Speichermöglichkeiten und mehr Spielraum bei der Lage der Tankstelle.
Methanschlupf und tatsächliche Klimawirkung
Biomethan kann die Emissionen über den Lebenszyklus gegenüber fossilen Kraftstoffen deutlich senken, besonders wenn es aus Abfällen und Wirtschaftsdünger gewonnen wird. Das Ergebnis hängt jedoch von Methanverlusten im Fermenter, bei der Biomethanaufbereitung, Verdichtung, an der Tankstelle und im Fahrzeug ab. Schon geringe Leckagen des stark klimawirksamen Gases können den Projektnutzen schmälern. Deshalb müssen die Anlagen auf Dichtheit geprüft und instand gehalten werden.
Wie wählt man zwischen CNG und LNG?
- Fahrzeugtyp, tägliche Fahrleistung und verfügbarer Platz für Tanks
- Rückkehr der Flotte zum Betriebshof oder Einsatz auf langen Korridoren
- tägliche Kraftstoffmenge und Möglichkeit des durchgängigen Tankstellenbetriebs
- Kosten für Verdichtung gegenüber Verflüssigung und kryogener Logistik
- Verfügbarkeit von Service, Ersatzfahrzeugen und langfristigem Kraftstoffabnehmer
Quellen und weiterführende Literatur
- U.S. Alternative Fuels Data Center – Erzeugung von erneuerbarem Erdgas (EN)
- U.S. Alternative Fuels Data Center – Grundlagen von Erdgas als Kraftstoff (EN)
- U.S. Alternative Fuels Data Center – Emissionen von Erdgasfahrzeugen (EN)
Dieser Artikel dient der Information. Drücke, kryogene Temperaturen, Anforderungen an die Kraftstoffqualität, Tankstellentechnik, Sicherheitsabstände und Wirtschaftlichkeit sind für das konkrete Projekt und nach den geltenden Vorschriften festzulegen. Die Illustration ist kein Ausführungsschema.