VDI 4635 Blatt 3.3:2022-04 - Entwurf

Die Richtlinie beschreibt die Grundlagen für die Planung von Methanisierungsanlagen in Power-to-Gas-Anlagen. Basis dafür sind die Definitionen der Begriffe und Systemparameter sowie die Abgrenzung von Methanisierungsanlagen zu Anlagen zur Wasserstofferzeugung und der Bereitstellung von Kohlenstoffoxiden. Für die Erreichung der Klimaziele spielen Energiespeichersysteme und die Integration von sektorübergreifenden Power-to-Gas Anwendungen, wie auch die in dieser Richtlinie behandelte Methanisierung, eine wichtige Rolle: Mithilfe der Sektorenkopplung durch diese Technologien lassen sich die verschiedensten Bereiche der Wirtschaft auf grüne Energie umstellen – selbst solche, die als schwer transformierbar gelten. Stoffliche Energiespeichersysteme und insbesondere Methan (CH4), bieten dabei die Möglichkeit, große Energiemengen über unterschiedlichste Zeitskalen zu speichern, zu transportieren und zu verteilen. Der Methanisierungsprozess ist die Erzeugung von Methangas durch Hydrierung von Kohlenstoffoxiden mit Wasserstoff. Der Wasserstoff wird in Power-to-Gas-Anlagen meist aus elektrischem Strom und Wasser in einer Wasserelektrolyse erzeugt. Die Kohlenstoffoxide sind Kohlenstoffmonoxid und Kohlenstoffdioxid, die aus unterschiedlichen Quellen stammen können. Die Methanisierung kann chemisch oder biologisch erfolgen. Die Richtlinie richtet sich an Forschungsgruppen, Anlagenersteller, Betreiber, Investoren, Energieunternehmen, Komponenten- und Anlagenhersteller, Genehmigungsbehörden.

Grundlagenwissen und Daten zu Methanisierungsanlagen und Methanisierungsprozessen in Power-to-Gas-Anlagen

Die Klimawende ist Realität und eines der erklärten Hauptziele der Regierung. Bis 2045 soll zudem die „weitgehende Treibhausgasneutralität“ erreicht sein. Erneuerbare Energien und neue Technologien wie die Methanisierung spielen dabei eine wichtige Rolle. Bei der Methanisierung wird in so genannten Power-to-Gas-Anlagen auf chemischem oder biologischem Wege Methangas durch Hydrierung von Kohlenstoffoxiden mit Wasserstoff erzeugt. Die Methanisierung ist für die Klimaziele von einer großen Bedeutung: Sektorübergreifende Power-to-Gas-Anwendungen erlauben die Umstellung ganzer Wirtschaftszweige auf „grüne Energien“. Zentraler Vorteil der Power-to-Gas-Technologie ist dabei die enorme Speicherbarkeit von Energie, die durch Methan gegeben ist. Ein weiterer Vorzug besteht in der Transportfähigkeit der so gespeicherten Energie. Power-to-Gas ist ein Schritt hin zu einer zeitlich und räumlich flexibleren, nachhaltigeren Form der Energiegewinnung und -nutzung. Die Richtlinienreihe VDI 4635 widmet sich den verschiedenen Aspekten von Power-to-Gas, beziehungsweise Power-to-X. Sie wendet sich an Beteiligte in Herstellung und Betrieb von Anlagen, an Investoren und Energieunternehmen, sowie an Akteure in der Forschung.

Verwendung der Richtlinie

VDI 4635 Blatt 3.3 beschreibt die Grundlagen für die Planung von Methanisierungsanlagen als Teil von Power-to-Gas-Anlagen. Die Richtlinie enthält auch eine Beschreibung und Definition des Methanisierungs-Prozesses, inklusive entsprechender Begrifflichkeiten und Abgrenzungen (Systemgrenzen).

Die Richtlinie klärt die Benennung verschiedener Parameter. So bietet sie zum Beispiel eine Übersicht der aktuell in Dokumenten festgelegten Definitionen zu Bezugszuständen und informiert über die Form der Angabe von Nennleistungen, Aufstellflächen, energetische Effizienz und vielen anderen Faktoren von Methanisierungs-Anlagen. Mithilfe der Richtlinie VDI 4635 Blatt 3.3 ist eine präzise und vollständige Beschreibung von Methanisierungs-Prozessen und -Anlagen möglich.

Richtlinie VDI 4635 Blatt 3.3 führt in die Funktionsweise der biologischen sowie der chemischen Methanisierung ein und stellt die Grundlagen und Komponenten (Katalysatoren, Reaktoren) der Reaktion dar. Sie informiert über verschiedene Anlagenkonzepte.

Die Richtlinie deckt auch Fragen nach den Kostenparametern (Investitionskosten und Betriebskosten) verschiedener Methanisierungssysteme ab.

Aus dem Inhalt

• Anwendungsbereich
• Begriffe
• Formelzeichen und Abkürzungen
• Systemgrenzen der Methanisierung
• Systemparameter
• Biologische Methanisierung
• Chemische Methanisierung
• Betriebsweisen der Methanisierung
• Kostenparameter

27.010, 27.190