Biogas zuiveren betekent dat je het ruwe gas dat vrijkomt bij vergisting omzet naar een schoner, bruikbaarder product. Rauw biogas bestaat voor 50 tot 70 procent uit methaan, maar bevat ook kooldioxide, waterdamp, zwavelwaterstof en soms sporen van andere gassen. Pas na zuivering is het geschikt als brandstof voor voertuigen, als groengas voor het net of als grondstof voor de industrie.
Waarom biogas zuiveren nodig is
Ruwe biogas kun je wel direct verbranden in een warmte-krachtinstallatie, maar voor hoogwaardiger toepassingen schiet de kwaliteit tekort. Kooldioxide verlaagt de verbrandingswaarde. Zwavelwaterstof is giftig en corrosief voor leidingen en motoren. Waterdamp zorgt voor condensvorming en schade aan apparatuur. Door te zuiveren verhoog je het methaangehalte tot 95 procent of hoger, en verwijder je de schadelijke stoffen. Dat maakt het gas gelijkwaardig aan aardgas, wat aansluiting op het aardgasnet of gebruik als transportbrandstof (groengas of bio-CNG) mogelijk maakt.
De meest gebruikte methoden voor het zuiveren van biogas
Er zijn meerdere technieken om biogas te zuiveren. De keuze hangt af van de gewenste eindkwaliteit, de schaalgrootte van de installatie en het budget.
Drukwisselende adsorptie (PSA) is een veelgebruikte methode waarbij het gas onder druk door een materiaal wordt geleid, zoals actieve kool of zeoliet. Kooldioxide hecht zich aan het materiaal en methaan stroomt door. Bij lage druk wordt het materiaal automatisch geregenereerd. PSA werkt goed op grotere schaal en levert een hoog methaangehalte.
Waterwassing maakt gebruik van het principe dat kooldioxide beter oplost in water dan methaan. Het gas wordt door water geperst in een drukkolom, waarna het kooldioxide in het water achterblijft. De methode is betrouwbaar en relatief eenvoudig, maar verbruikt veel water en energie voor de pompinstallaties.
Membraanscheiding gebruikt dunne membranen waarvan de poriën selectief zijn voor bepaalde moleculen. Kooldioxide passeert het membraan sneller dan methaan, zodat er aan de andere kant een stroom met hoog methaangehalte overblijft. Membraansystemen zijn compact en hebben weinig bewegende delen, maar de eindkwaliteit ligt iets lager dan bij PSA tenzij je meerdere stappen combineert.
Chemische wassing maakt gebruik van amine-oplossingen die kooldioxide chemisch binden. Dit is een bewezen techniek uit de gasindustrie en levert een zeer hoge eindkwaliteit, maar vraagt om hogere investeringen en zorgvuldig beheer van de chemicaliën.
Biogas zuiveren met kleideeltjes: een nieuwe aanpak
Een opvallende ontwikkeling in biogas zuiveren is het gebruik van kleideeltjes als zuiveringsmedium. In een proefinstallatie worden cilinders van één tot twee meter lang en ongeveer 25 centimeter diameter gevuld met dit kleimaterialaal. Het ruwe biogas stroomt door de cilinders, waarbij ongewenste stoffen worden afgevangen. Het voordeel van klei is dat het een goedkoop, natuurlijk materiaal is dat breed beschikbaar is. Of en wanneer deze techniek op grotere schaal beschikbaar komt, is nog niet vastgesteld; het gaat vooralsnog om een proefinstallatie.
Ontzwaveling: een stap apart
Zwavelwaterstof vereist vaak een aparte behandelingsstap vóór de hoofdzuivering, omdat het anders de zuiveringsinstallatie beschadigt. Gebruikelijke methoden zijn biologische ontzwaveling (waarbij zwavelbacteriën in de vergister zelf al een deel afbreken), ijzerchloride toevoegen aan het vergistingsproces, of een actieve-koolfilter. Op kleinere installaties volstaat biologische ontzwaveling meestal. Bij hogere zwavelgehalten is een actieve-koolfilter of een chemische stap verstandig.
Wanneer welke methode kiezen?
| Methode | Schaalgrootte | Eindkwaliteit | Opmerking |
|---|---|---|---|
| PSA | Middelgroot tot groot | Hoog (97%+) | Breed toegepast |
| Waterwassing | Groot | Hoog | Hoog waterverbruik |
| Membraanscheiding | Klein tot middelgroot | Goed | Compact, weinig onderhoud |
| Chemische wassing | Groot | Zeer hoog | Hogere kosten |
| Kleideeltjes | Proefschaal | Nog in onderzoek | Potentieel goedkoop |
Wat levert het op?
Gezuiverd biogas, ook wel groengas of biomethaan genoemd, heeft een marktwaarde die duidelijk hoger ligt dan elektriciteit uit een gewone WKK-installatie. Bovendien kom je in aanmerking voor subsidie-regelingen (in Nederland onder meer via de SDE++-regeling) zodra je voldoet aan de netwerkkwaliteitseisen van netbeheerders. De terugverdientijd van een zuiveringsinstallatie hangt sterk af van de schaalgrootte en de gekozen techniek, maar voor grotere vergistingsinstallaties ligt die periode naar schatting in de buurt van vijf tot tien jaar (richtlijn, afhankelijk van de marktomstandigheden rond 2025 tot 2026).
Biogas zuiveren loont het meest als je al een goed draaiende vergister hebt met een stabiele gasproductie. Op kleinere schaal is directe verbranding in een WKK vaak nog de eenvoudigere keuze. Wil je maximale waarde uit je biogas halen en het invoeden op het gasnet, dan is een zuiveringsinstallatie de logische volgende stap. De keuze voor de techniek maak je het beste op basis van je gasvolume, de concentratie verontreinigingen en de beschikbare investeringsruimte.
