Biogass

1. Biogass Presentasjonen er identisk med en artikkel som er trykket i Tidsskriftet Brannmannen Her kommer den 11. artikkelen i serien om industrigassene. Som vi skal se er biogassen en relativ nykommer, men har mye til felles med naturgass. Artikkelforfatter: Einar K. Gjessing, tidligere brannsjef i Bergen

2. Produksjon og bruk Det har lenge vært kjent at det i bossdeponier (søppeldeponier for dem som ikke snakker bergensk) som inneholder overveiende organisk materiale dannes gasser ved forråtnelse. Som vi skal se (neste avsnitt) består denne gassen hovedsakelig av metan, som hvis den ikke taes hånd om, - unnslipper til atmosfæren. For ca. 30 år siden ble man klar over at denne gassen har et større (24,5 ganger) GWP, globalt oppvarmingspotensial enn karbondioksid (CO2). (Se artikkelen om karbondioksid i “Brannmannen” nr. 3 - 2005).

3. Det ble derfor politisk korrekt å ta hånd om denne gassen og samtidig utnytte de store energimengdene som ligger i den. Dette gjøres nå ved at det lages brønner i bossdeponiene, som må overdekkes med et relativt tett sjikt slik at gassen ikke unnslipper til atmosfæren gjennom den øvre delen av deponiet. Den utvunne gassen tas hånd om på fire forskjellige måter: - avbrennes med fakler - forbrennes i dampkjeler, hvor dampen brukes til å drive turbiner for generering av elektrisitet. - tørkes og benyttes til drift av konvertert dieselmotor, (Bergen). Produserer strøm til nett. Ved utnyttelse av kjølevann til fjernvarme er total energiutnyttelse ca. 94 % av energien i gassen. - renses og komprimeres, fylles på flasker og brukes på samme måte som naturgass (eks. Fredrikstad - bussdrift). (Se artikkelen om naturgass i “Brannmannen nr. 4 - 2006).

4. For at gassutviklingen skal skje er det en balansegang, det må ikke være for tørt og det må heller ikke være for vått. Etter 30 år regner man med at et deponi ikke lenger kan levere nyttbare mengder gass. Antennelse av biogass som unnslipper fra deponier har ført til mange deponibranner. Brannen, som kan arbeide seg nedover i deponiet, kan antenne brennbart materiale der. Slike branner kan være meget vanskelige å slokke fordi vann som påføres overflaten ikke nødvendigvis finner veien ned til brannkjernen(e). Slokking kan måtte medføre kostbar, tidkrevende og vanskelig omrøring av massene. Dette har mye til felles med branner i kullopplag.

5. For avfallshåndtering gjelder at ikke alt avfall deponeres, men mye forbrennes der varmen fra forbrenningen nyttes til enten å: - generere varmt vann (+ 120o C) som via ledningsnett brukes til å varme opp større bygninger. (Returtemperaturen på vannet ca + 60o C). - generere damp i dampkjeler, hvor også her dampen brukes til å drive turbiner for generering av elektrisitet. Som forståelig kan være gjennomgår de faste partiklene etter forbrenningen og utslippet til luft en særdeles omhyggelig rensingsprosess. I dette tilfellet med forbrenning dannes det ikke biogass og dette faller følgelig utenom rammen av denne artikkelen - men en mektig energiomsetning er det!

6. Gassens egenskaper Fra deponiet hentes gassen i sugerør. Det er følgelig undertrykk i rørene, -0,15 bar. Rørene ligger i bakken, er av plast og er merket med gul stripe. Gassen slik den utvinnes, består av 65 % metan, 35 % karbondioksid og spor av merkaptan og hydrogensulfid. Metan er det enkleste mettede hydrokarbon, CH4. Den er en fargeløs, luktfri og brennbar gass og er hovedbestanddel av naturgass, biogass, gruvegass og sumpgass. Metan er den enkleste av alkaenene (før kalt parafiner). Metan dannes når organisk materiale brytes ned under oksygenfattige forhold.

7. Utslipp av metan blant annet fra bossdeponier, rismarker, fra tarmene hos husdyr, samt ved utvinning av kull og lekkasjer av naturgass bidrar til å forsterke drivhuseffekten. Egenvekt av metan i forhold til luft er ca. 0,55, det vil si at den er lettere enn luft. Eksplosjonsområdet er fra ca. 5,0 til 15,0 volumprosent gass i luften. Karbondioksid (CO2) - se artikkel i “Brannmannen” nr. 3 - 2005. Merkaptan, tialkoholer, er organiske, svovelholdige forbindelser. Den enkleste er metyltiol og har kjemisk formel CH3SH. Merkaptan har svært lav luktegrense og tilsettes propan for at denne skal kunne luktes. (Se artikkel i “Brannmannen” nr. 6 - 2005).

8. Hydrogensulfid, H2S, er en fargeløs gass. Den har svært lav luktegrense og er giftig i konsentrasjoner over 0,1 vol.%. Lukten er søtaktig og ubehagelig (råtne egg). Den er løselig i vann og går over i væskeform ved - 60,75o C. I en senere artikkel vil det komme en sammenstilling av de beslektede gassene metan, etan, propan (se artikkel i “Brannmannen” nr. 6 - 2005) og butan. Biogassen blir i all hovedsak brukt på produksjonsstedet. Den har derfor ikke fått eget UN-nummer og fare(identifikasjons)nummer. I de meget sjeldne tilfellene man skulle komme over biogass under transport må man kunne anse egenskapene som tilnærmet de samme som for komprimert (ikke kondensert) naturgass.

9. Faremomenter 1. Eksplosjonsfare Gassen er lettere enn luft og har et eksplosjonsområde på ca. 5,0 - 15,0 volumprosent i luft. Mindre lekkasjer i det fri er relativt ufarlige, men i lukket rom er faremomentet til stede. 2. Revning av flasker Som nevnt er dette svært lite brukt - men det forekommer. Forholdet er da det samme som for naturgass, nemlig: Blir en flaske med biogass utsatt for unormal oppvarming, for eksempel i brann, økes gasstrykket samtidig med at flaskens fasthetsegenskaper svekkes inntil flasken revner. Jo mer gass det er på flasken, jo tidligere revner den. Flaskene kan kjøles ned uten fare for sprøhetsbrudd. Revner en flaske vil der skje en meget alvorlig eksplosjonsartet forbrenning av den store mengden utstrømmende gassen dersom den antennes. Dette må for all del unngås! Husk at flaskene er koplet sammen i batterier med felles uttak.

10. 1 Deponi Deponiets areal 120 da. A-området 27 brønner (650.000 m³ avfall), D-området 15 brønner (600.000 m³ avfall) og ”Pålamyrane” 44 brønner (700.000 m³ avfall). 2 Gassbrønner A- og D-området 6 mill. Nm³/år, ”Pålamyrane” 4,8 mill. Nm³/år. 3 Viftestasjon Distribusjon av gass 4 Kondensutskiller 5 Kompressor og gassrensing 6 Overføringsledning 7 ”Lean Burn” gassmotor (ombygget Rolls Royce dieselmotor) 10 mill. kWh/år elektrisitet 12,5 mill. kWh/år anvendbar varme 8 Kraftforsyning 1.trinn 700 husholdninger

11. Biogassanlegget er et samarbeidsprosjekt mellom: - Bergen kommune ved Fana Stein og Gjenvinning As som leverer biogass fra avfallsdeponiet. - Rolls Royce Engines-Bergen som har bygget og eier biogasskraftverket. Engines-Bergen er også operatør for kraftstasjonen. - BKK (Bergenshalvøens Kommunale Kraftselskap) som mottar elektrisiteten og distribuerer den via fordelingsnettet.

12. Om kraftstasjonen: ”Rådalen biogassanlegg er det største gassmotoranlegget i Norge som anvender biogass fra avfallsdeponi til kommersielt forbruk. Anlegget er et pionerprosjekt innen miljøforbedring. I anlegget er det installert en Bergen gassmotor med generator, som utnytter biogassen i avfallsdeponiet til å produsere elektrisitet. Man hindrer dermed at miljøfiendtlig biogass slippes ut til atmosfæren, og eliminerer samtidig luktproblemene fra deponiet. I tillegg kan spillvarme fra anlegget brukes til oppvarmingsformål”. Denne gangen går takken til Lars Hille og Jan Egil Bredsten, begge BIR, Bergen. Neste gang tar vi for oss hydrogen. Einar K. Gjessing, tidligere brannsjef i Bergen