GASEM - Gasqualitätsbasierte Sensoren für industrielle Qualitätskontrolle & Real-Time-Pricing

Basierend auf den Klimazielen bis 2050 will die schweizerische Gasbranche bis 2030 30% erneuerbare Gase in den Schweizer Wärmemarkt integrieren und den Einsatz fossiler Energiequellen begrenzen. Um dieses Ziel der Dekarbonisierung zu erreichen, sind neben dem Ausbau bewährter Biogasanlagen auch neue Power-to-Gas Konzepte notwendig. Diese dezentrale und diversifizierte Einspeisung unterschiedlicher Technologien führt in Zukunft zu heterogenen Gasqualitäten im Erdgasnetz. Es resultiert der Bedarf eines zukunftsorientierten, aber kostengünstigen Sensors der Gasqualitäten bewerten kann.

Um dieser Herausforderung und dem Bedarf im Energiesystem gerecht zu werden unterstützt der Forschungsfonds des Verbandes der Schweizer Gasindustrie über die FOGA und der und Forschungsfonds Aargau (FFA) das Projekt GASEM. Das Akronym GASEM steht hierbei für «Gasqualitätsbasierte Sensoren für industrielle Qualitätskontrolle & Management von Gaseinspeisepunkten und Power-to-Gas Anlagen». Im Projekt entwickeln die Firma Mems AG, zusammen UMTEC solchen zukunftsfähigen in-situ Gassensor.

Gasqualitätsmanagement und «Real-Time-Pricing» von Einspeisegasen

Der Full-Range Sensor ermöglicht eine zuverlässige Ermittlung der Gaszusammensetzung und liefert Daten in Form von Brennwert und Wobbe-Index. Mit dem Einsatz an beliebigen Einspeisestellen ist der Sensor in der Lage, in Wasserstoffanteil in Methan und gleichzeitig Verunreinigungen wie CO₂ zu bestimmen. Damit lässt sich an Ort und Stelle und zu jeder Zeit Qualität und Preis des eingespeisten Gases beurteilen. Diese sensorische Gasbeurteilung, lässt sich flexibel an beliebigen Einspeisepunkten zur Qualitätsüberwachung einsetzen und erlaubt damit ein gasqualitätsbasiertes «Real-Time-Pricing» des einzuspeisenden Gases. In diesem Sinne setzt der neue Sensor Massstäbe im Gasmanagement und in der Qualitätssicherung bei der Erzeugung, Einspeisung und Transport von erneuerbaren Gasen.

Sensorgesteuertes Anlagenmanagement

Industrietaugliche Schnittstellen wie das HART-Kommunikationsprotokoll und eine Modbus-Schnittstelle gewähren eine einfache Einbindung in SPS-Anlagesteuerungen. Dieser Ansatz ermöglicht ein sensorgesteuertes Power-to-Gas Anlagenmanagement, indem die Stöchiometrie der Eduktgase präzise eingestellt, sowie unzureichende Produktgase rezykliert oder einer Aufreinigung unterzogen werden können, um den Qualitätsansprüchen der Einspeiseregelungen gerecht zu werden.