Artikel gepubliceerd door “ Techniques de l’ingénieur ” op 8 januari 2024 Optimalisering van de terugwinning van CO2 uit biogas voor de productie van methaan | Techniques de l’Ingénieur (techniques-ingenieur.fr)

 

Een laboratorium van de Université de Pau et des Pays de l’Adour heeft een dynamisch model ontwikkeld voor het optimaliseren van de terugwinning van CO2 uit biogas om methaan te produceren. Met dit model kunnen alle parameters van de methanisatie-eenheid en alle werkingsvariabelen van het methanatieproces worden geregeld.

Biogas, geproduceerd door methanisatie van landbouwafval, bevat voornamelijk methaan. Het bevat echter ook CO2, waarvan het aandeel varieert tussen 30 en 50%, afhankelijk van de aard van de biomassa. Op dit moment geven de meeste installaties die in bedrijf zijn deze CO2 af aan de atmosfeer.

In het kader van het Optimeth-project heeft het Laboratoire de Thermique Énergétique et Procédés (LaTEP) van de Université de Pau et des Pays de l’Adour een numeriek model ontwikkeld. Dit model maakt het mogelijk om over een bepaalde periode alle werkingsvariabelen van het systeem te voorspellen om een criterium te optimaliseren, zoals de kosten van methaanproductie, terwijl er beperkingen worden opgelegd, zoals voldoen aan een vraag naar methaan van een eindgebruiker. Dit hulpmiddel vergemakkelijkt het toezicht, de controle en de planning.

Om methaan te produceren uit CO2 is de Sabatier-reactie nodig, waarbij waterstof aan het CO2 wordt toegevoegd. Om deze operatie volledig “groen” te maken, moet de waterstof worden geproduceerd uit een hernieuwbare bron, zoals zonnepanelen of windturbines, die elektriciteit leveren aan een waterelektrolyser. Weersomstandigheden zijn een van de belangrijkste parameters waarmee rekening moet worden gehouden, omdat ze van invloed zijn op de productie van hernieuwbare energie, die van nature intermitterend is. Als er bijvoorbeeld een gebrek aan zonneschijn is en het risico bestaat dat de waterstof opraakt, kan het model het optimale volume van de waterstofopslag berekenen om ervoor te zorgen dat het gas nooit opraakt, zodat de Sabatier-reactie kan worden uitgevoerd.

Daarnaast hebben meteorologische variaties, met name de buitentemperatuur, invloed op de methanisator. Binnenin zijn anaerobe bacteriën verantwoordelijk voor de productie van biogas. Dit dynamische model zal voorkomen dat de katalytische reactor in de methaanfabriek uit de hand loopt.

Kortom, dit onderzoek is gericht op het maximaliseren van het gebruik van CO2 uit methanisatie en draagt zo bij aan een duurzamere en efficiëntere benadering van methaanproductie.