China: technologieën voor het winnen van methaan uit biogas? 

Als mensen over China en biogas praten, denken veel mensen meteen aan oude ondergrondse reactoren in dorpen. Maar dit is al gisteren. Nu hebben we het over industriële schaal en schoonmethaan, dat in de gasleiding kan worden gepompt. En hier zijn er valkuilen, waarover zelden in mooie brochures wordt geschreven.

Van grondstof tot concentraat: daar gaat efficiëntie verloren

Het komt allemaal neer op grondstoffen. Mest van een veehouderij is één ding, organisch afval uit de voedselproductie is iets anders. Samenstelling, luchtvochtigheid, seizoensinvloeden... Op papier heeft de technologie zich bewezen, maar in de praktijk betekent elk nieuw object nieuwe aanpassingen. Een veelgemaakte fout is het onderschatten van de voorbereidende voorbereiding van grondstoffen. Als onzuiverheden, vooral organosiliciumverbindingen, niet worden verwijderd, kunnen dure membranen of adsorbentia snel worden beschadigd.

Het proces zelfmethaanextractie(upgraden) is een hele dierentuin van technologieën. Water onder druk (waterwassing), PSA (druk-drukadsorptie), membraanscheiding, cryogene techniek. In China is de afgelopen vijf jaar de duidelijke favoriet membraantechnologie. Ze zijn compacter, modulair en gemakkelijker te beheren. Maar hun achilleshiel is de gevoeligheid voor de kwaliteit van de binnenkomende stroom. Ik heb installaties gezien die na zes maanden bedrijf een daling van de selectiviteit met 15-20% vertoonden als gevolg van niet-ideale droging van biogas.

Het is belangrijk om naar de volledige cyclus te kijken, en niet naar één eenheid. Bijvoorbeeld Chengdu Yizhi Technology Co. In zijn projecten combineert hij vaak methoden. Eerst ruw reinigen en drogen, daarna een cascade van membranen. Hun aanpak is, afgaande op de uitgevoerde projecten, gebaseerd op flexibiliteit: er wordt een schema gekozen voor de specifieke samenstelling van het gas en de vereiste zuiverheid van methaan (je wilt 96%, je wilt 99%). Op hun websiteyzkjhx.ruje kunt cases vinden, maar er zijn natuurlijk meer succesvolle verhalen. Het leven was anders.

Cijfers op papier en in het operatierapport

De aangegeven efficiëntie van de methaanextractie is vaak marketing. Iedereen schrijft meer dan 98%, maar ze maken zelden duidelijk dat dit een laboratoriumindicator is voor een ideaal gas. Op een echt station, bij belastingschommelingen, is 90-92% al een uitstekend resultaat. En hierbij wordt geen rekening gehouden met het energieverbruik van de installatie zelf. Soms slokt het energieverbruik van compressoren en pompen het leeuwendeel van de voordelen op.

Een ander punt is de stabiliteit. Ik startte de installatie, bracht hem in de modus, methaan 97%. En na een week begon het CO2-gehalte in het product te stijgen. De redenen kunnen in kleine dingen liggen: veranderingen in de omgevingstemperatuur (beïnvloedt de werking van de membranen), slijtage van de kleppen in de PSA, eenvoudige vervuiling van de filters. Lokaal personeel is niet altijd voorbereid op zo’n subtiele diagnose. We hebben een duidelijke regelgevende dienst nodig, en dit betekent extra bedrijfskosten, die vaak vergeten worden mee te nemen in de raming.

Daarom, als je een project ziet van een instituut, dezelfde Chengdu Yizhi Technology Co., Ltd., opgericht door Huaxi Technology, met een maatschappelijk kapitaal van 120 miljoen yuan, begrijp je dat hun kracht niet in één enkele technologie ligt, maar in het vermogen om de hele keten te berekenen. Van de opvangput voor het substraat tot de commerciële doseerunit voor gezuiverd gas. Hun niche zijn complete kant-en-klare oplossingen waarbij ze alle variabelen onder controle hebben.

Uitrusting: niet altijd wat het lijkt

De apparatuurmarkt is oververhit. Tientallen fabrikanten bieden innovatieve installaties aan. Maar velen assembleren ze eenvoudigweg uit gekochte componenten: een compressor van daar, membraanmodules van hier, een besturingssysteem van een derde fabrikant. Problemen beginnen met integratie. Er is geen signaal, de drukken zijn niet gesynchroniseerd.

Lokale Chinese fabrikanten zijn erg sterk geworden op het gebied van hardware. Hun compressoren en drukvaten zijn in orde. Zwakker tot nu toe dankzij intelligent vullen - realtime gasanalysesystemen en adaptieve regeling. Vaak worden eenvoudige chromatografen met lange responstijden geïnstalleerd. Hierdoor werkt het systeem een ​​deel van de tijd blind, zonder de parameters voor de huidige samenstelling te optimaliseren.

Het is interessant om de evolutie te zien. Voorheen werden sleuteltechnologieën in licentie gegeven door Europeanen. Nu ontwikkelen veel bedrijven, waaronder Yizhi Technology, hun eigen membraansamenstellingen en besturingsalgoritmen. Dit verlaagt de kosten van het project, maar voegt risico's toe. Meegewerkt aan de acceptatie van zo'n membraaninstallatie van eigen bodem. De eerste drie maanden zijn voortdurende aanpassingen aan het regime totdat de optimale druk en temperatuur zijn gevonden. Het werkt nu, maar er was in het begin veel gedoe.

Economie: wanneer terugverdientijd niet het belangrijkste is

Er wordt aangenomen dat het project binnen 3-5 jaar zijn vruchten afwerpt. Dit is als je alleen de verkoop van methaan meetelt. Maar in China is de drijvende kracht steeds meer niet de directe winst, maar de milieuregelgeving. Het is voor een onderneming, vooral een grote, winstgevender om te investeren in een afvalverwerkingssysteembiomethaandan het betalen van enorme boetes of het hebben van problemen bij het verlengen van uw licentie. Dit verandert de aanpak. De klant is minder kieskeurig over de terugverdientijd, maar eist absolute betrouwbaarheid en naleving van strenge emissienormen.

Een andere trend is de integratie in het concept van afvalvrije productie. Het gezuiverde methaan wordt gebruikt om de eigen voertuigen van de onderneming bij te tanken of om reactoren te verwarmen. Het vaste residu na de fermentatie (digestaat) wordt gebruikt als meststof. In dergelijke programma's is de efficiëntie van de methaanterugwinning slechts één van de vele KPI's. Wat belangrijker is, is de algehele stabiliteit van de cyclus. Ik zag een project bij een varkenshouderij, waar storingen in het gaszuiveringssysteem alle logistiek lamlegden, omdat de vrachtwagens met hetzelfde gas werden getankt.

Dit is waar de waarde van ontwerpinstituten zich manifesteert. Ze kunnen deze relaties berekenen. Verkoop de installatie niet alleen, maar neem deze op in de technologische kaart van de fabriek. Op de websiteyzkjhx.rubij Yizhi Technology is dit duidelijk zichtbaar in de projectbeschrijvingen – de nadruk ligt op de synergie tussen verschillende stadia van verwerking.

Vooruitkijken: wat belemmert en wat beweegt

De belangrijkste rem is niet technologie, maar zachte factoren. Gebrek aan gekwalificeerd personeel voor onderhoud. Moeilijkheden bij het aansluiten op de belangrijkste gasnetwerken (er is hier veel bureaucratie). Imperfectie van het groengascertificerings- en handelssysteem.

Maar de drijfveren zijn sterker. Overheidssteun via subsidies en preferentiële leningen. Duidelijke doelstellingen voor koolstofneutraliteit die doorstromen naar regio’s en bedrijven. En, belangrijker nog, de opkomst van een reële vraag naar koolstofkredieten. Een biogasproject kan ze genereren en verkopen, wat de financiële aantrekkelijkheid vergroot.

Technologisch gezien denk ik dat de toekomst aan hybride systemen behoort. Bijvoorbeeld een combinatie van membraantechnologie voor basiszuivering en korte-cyclische adsorptie (PSA) voor het afwerken van methaan tot pijpleidinggas. Dit zorgt voor zowel een hoge efficiëntie als een stabiele uitvoerkwaliteit. Dergelijke oplossingen worden al getest in proefinstallaties, onder meer in China.

Terugkomend op de hoofdvraag... De technologieën voor methaanextractie in China zijn niet langer de vraag of ze bestaan ​​of niet. Dit is een kwestie van verstandige keuze, integratie en vooral levenscyclusbeheer van het hele systeem. Het succes wordt niet in het laboratorium bepaald, maar op de locatie, tussen de leidingen, compressoren en dagelijkse datalogs, waar elke afwijking zichtbaar is. En dit is waar de ervaring van spelers als Chengdu Yizhi Technology Co. van cruciaal belang wordt: ze zijn helemaal van blauwdruk naar bedieningsstation gegaan, nadat ze hun tanden hebben geknipt.