Edelstahl und Kunststoffe gewährleisten einen sicheren Betrieb

Forschungsprojekt zur Biokorrosion in Biogasanlagen

20/11/2017

Biogas ist aufgrund seiner vielfältigen und flexiblen Nutzbarkeit ein wichtiger Baustein der Energiewende. Innerhalb weniger Jahre wurden in Deutschland mehrere tausend Biogasanlagen errichtet und in Betrieb genommen. Die durch Biogas erzeugte Strommenge entspricht damit ca. 5 % der Gesamt-Bruttostromerzeugung und ca. 17 % der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien. Ungeachtet der wachsenden Bedeutung von Biogasanlagen sind die Auswirkungen von Mikroorganismen und deren Stoffwechselprodukten auf die verwendeten Materialien und Bauteile im biotechnologischen Prozess weitestgehend unbekannt.

Um die Alterung, insbesondere die Biokorrosion, an Materialien in einer Biogasanlage abzubilden und die Alterungsmechanismen zu verstehen, haben die Institute DBI-Gastechnologisches Institut gGmbH Freiberg, das Prüf- und Forschungsinstitut Pirmasens e.V. (PFI) und das SKZ ihre Kompetenzen im Rahmen des von der AiF geförderten Forschungsprojektes „BioKorrMin“ gebündelt. In diesem im April 2017 abgeschlossenen Forschungsprojekt wurden Langzeitversuche über bis zu 24 Monate für drei unterschiedliche Biogasqualitäten (Rohbiogas, teilaufbereitetes Biogas, aufbereitetes Biogas/Biomethan) in einer einstufigen Biogasanlage vom Typ NaWaRo (Nassfermentation) durchgeführt. Dabei wurden die Bildung von Biofilmen sowie die Änderung der Materialeigenschaften untersucht. Anhand mikrobiologisch-molekularbiologischer Methoden konnte gezeigt werden, dass für eine Biofilmbildung auf unterschiedlichen Kunststoff- und Metalloberflächen in den verschiedenen Prozessstufen einer Biogasanlage ein Zeitraum von mehr als zwei Jahre benötigt wird. Die Materialeigenschaften (mechanische Eigenschaften und thermische Stabilität) sowie die Oberflächen der Kunststoffe waren nach der Einlagerung nahezu unverändert. Edelstahl zeigte weder Änderungen in der Struktur noch bei den Materialeigenschaften. Dagegen ist Kupfer nicht für Biogasanlagen geeignet, da es mit dem beaufschlagten Gas reagiert und deutliche Korrosionserscheinungen zeigt. Selbst an Reklamations- bzw. Ausbauteilen, die länger als 10 Jahre in Biogasanlagen im Einsatz waren, konnte kein kritischer Biofilm identifiziert werden. Anhand von Untersuchungen zum Verhalten von Reklamations- bzw. Ausbauteilen konnte ein Weiterbetrieb der Biogansanlagen gewährleistet werden.

Zusammenfassend konnte bestätigt werden, dass hinsichtlich des Einflusses von Biokorrosion in Biogasanlagen die Werkstoffe Edelstahl, Polyethylen (PE­HD) und PVC­U beständig sind. Bei Einhaltung der bestehenden Regelwerke (u. a. DVGW G 415, DVGW G 265-1, DVGW G 265-2) kann ein sicherer Anlagenbetrieb über einen Zeitraum von mehr als 10 Jahren gewährleistet werden.

Das IGF-Vorhaben 17958 BG der Forschungsvereinigung Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e. V. (DVGW) wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Das SKZ unterstützt Interessierte gerne im Hinblick auf die Zustandsbewertung und Lebensdauervorhersage von Kunststoffbauteilen.
 

Biogasanlage

Die Langzeitversuche im Rahmen des Forschungsprojekts „BioKorrMin“ wurden in dieser Biogasanlage durchgeführt.

Cookies ermöglichen eine bestmögliche Bereitstellung unserer Dienste. Mit der Nutzung unserer Seiten und Services erklären Sie sich damit einverstanden, dass wir Cookies verwenden. Mehr InfosOK