Snel en nauwkeurig meten essentieel bij biogas- en geothermie-installaties
Zowel het opwekken en behandelen van biogas als de toepassing van geothermie is momenteel ‘big business’. Dat merkt GtS als geen ander, want als ingenieursbureau en constructiebedrijf heeft dit bedrijf uit Bergambacht biogasbehandeling en geothermie als specialisaties. Projecten worden wereldwijd uitgevoerd en (ook op afstand) bewaakt en onderhouden. Nauwkeurig meten en bewaken speelt daarbij een belangrijke rol in welk kader nauw wordt samengewerkt met Endress+Hauser die aan GtS onder meer CO2-, druk-, niveau-, temperatuur-, flow- en TDLAS-meters levert.
“Vanwege de biologische oorsprong is biogas een duurzame maar ook veelzijdige energiebron,” legt GtS directeur Mathieu de Bas uit. “Biogas ontstaat als gevolg van vergisting van organisch materiaal en kan voor verschillende toepassingen worden benut. Als brandstof in (bio) gasmotoren voor de opwekking van elektriciteit en warmte (WKK) bijvoorbeeld, maar ook voor het maken van stoom en heet water in productieprocessen. Daarnaast kan biogas worden opgewerkt naar groen gas voor injectie in het aardgas netwerk, of in vloeibare vorm (Liquefied Bio Gas) worden toegepast als brandstof voor bussen en vrachtwagens.”
Eerst filteren
“Voordat je ‘ruw biogas’ kunt gebruiken moet je het eerst goed filteren,” vervolgt Mathieu de Bas. “Daarvoor leveren we zogeheten GTP’s (Gas Treatment Packages) die downstream equipment zoals WKK- en boilerinstallaties beschermen tegen de corrosieve effecten van nat en zuur biogas. Ook moet vaak de zwavelwaterstof verbinding H2S uit het gas worden verwijderd wat na de filtratie met GTP’s gebeurt met behulp van actief kool. Moeten er ook siloxanen uit het gas worden gehaald, dan passen we daarvoor een cryogene techniek toe, waarbij het biogas wordt gekoeld naar -25°C.”
Fakkelinstallaties
Biogas installaties zijn meestal enkelvoudig uitgevoerd. Dus bij storingen, onderhoud en calamiteiten stopt de afname van het biogas. Maar omdat de productie van het biogas zelf niet direct gestopt kan worden en het gas ook niet in de lucht mag worden afgeblazen, moet dit verbrand worden in een zogeheten fakkelinstallatie. Waarom gebeurt dit? Mathieu de Bas zegt daarover: “Biogas bestaat hoofdzakelijk uit methaan (CH4) en koolzuur (CO2). En omdat methaan een sterker broeikasgas is dan CO2 is het per saldo dus beter om het in het biogas aanwezige methaan om te zetten naar CO2 door middel van verbranding. Hiervoor bouwen en installeren we verschillende typen fakkelinstallaties waarin onder meer flow-, temperatuur- en drukmeters van Endress+Hauser worden toegepast. Omdat de fakkels eigenlijk altijd ook een calamiteiten functie hebben, is een belangrijke voorwaarde voor de fakkels dat in geval van stroomuitval de fakkelinstallatie in bedrijf blijft. Onze fakkels zijn uitgevoerd met een venturibrander en een lage druk pilotbrander, zodat met lage voordrukken gewerkt kan worden en er geen compressor nodig is. Een redundante voeding of noodstroomvoorziening door middel van een accu kan de hoofdgasklep eenvoudig open houden zodat het biogas weilig kan worden afgefakkeld. De capaciteiten van de fakkels variëren van 10 tot 3.300 Nm3/uur.”
GtS Construction
Met drie royale hallen van 8 meter hoog en een oppervlakte van 2.800 m2 kan GtS Construction een breed scala aan installaties bouwen. “Installaties worden bijvoorbeeld compleet opgebouwd in containers,” zegt Mathieu de Bas hierover. “Deze zijn makkelijk te vervoeren, worden aansluit klaar op locatie afgeleverd en zijn dus heel snel operationeel. Die containers kunnen complete installaties bevatten met bijvoorbeeld tanks, warmtewisselaars, filtersystemen, modules, pompen, etc. Dit inclusief besturingssystemen, instrumentatie, veiligheidssystemen, etc. De realisatie hiervan is specialistenwerk en daarom beschikken we in onze productie afdeling, alsmede voor het opbouwen en inregelen van de systemen over hoog gekwalificeerde technici die over diverse certificaten beschikken. Ook zijn we als bedrijf ISO9001 en PED-gecertificeerd.”
“Het zal duidelijk zijn dat onze biogas- en geothermie-installaties zowel super betrouwbaar als economisch moeten zijn,” onderstreept Nicoline de Bas. “Het is belangrijk dat we dat ook naar de internationale markt toe blijven onderstrepen, dus deze USP’s zijn en blijven ook belangrijke speerpunten in onze marketing en communicatie.”
Betrouwbaarheid voorop
Voor een bekende suikerfabriek heeft GtS zo’n vijf jaar terug een installatie gebouwd voor het drogen en ontzwavelen van biogas in combinatie met het verhogen van de gasdruk. Met een biogasproductie van zo’n 2.500 m3 per uur zal het duidelijk zijn dat het meer dan belangrijk is dat deze installatie goed blijft werken! Het onderhoud aan deze en andere installaties wordt uitgevoerd door de professionele serviceafdeling van GtS die in Bergambacht ook over een grote server beschikt waarop het ‘GtS automatiseringsplatform’ draait. “Van daaruit kunnen we op elke plek ter wereld waar een installatie van ons staat meekijken hoe het er op die locaties voor staat,” zegt Mathieu de Bas hierover. “Voor Nederlandse klanten hebben we ook een fysieke 24/7 storingsdienst zodat onze technici in geval van calamiteiten snel ter plaatse kunnen zijn. Onze klanten in het buitenland, waaronder bedrijven die afval verwerken tot elektriciteit en groen gas, bieden we 24/7 ‘support op afstand’. Daarnaast gaat er een paar keer per jaar een servicetechnicus van ons naartoe om op locatie preventief en zo nodig correctief onderhoud uit te voeren.”
CO2 projecten
GtS is in de afgelopen jaren ook specialist geworden op het gebied van CO2 behandeling. Een van de projecten in dit kader is het via een circa 5 kilometer lange pijpleiding distribueren van CO2 naar totaal zo’n 225 hectare aan kassen. Per dag wordt hiervoor door 12 vrachtwagens in totaal 360 ton aan vloeibaar CO2 aangeleverd. Het vloeibare CO2 wordt dan eerst verdampt om via de pijpleiding zuiver CO2 naar de kassen te transporteren. De koude die bij het verdampen ontstaat wordt gebruikt om het rendement van de geothermie installatie te verhogen. Behalve als voedingstof voor planten is CO2 bijvoorbeeld ook een belangrijke grondstof voor plastics. Belangrijk daarbij is dat de CO2 zo puur mogelijk is, waarvoor GtS zuiveringsinstallaties levert. Naast druk-, temperatuur- en flowmeters worden voor het meten van de zuiverheid van CO2 (of andere gassen) zogeheten TDLAS-analyzers van Endress+Hauser toegepast waarmee de concentratie van onzuiverheden in procesgasstromen in beeld kan worden gebracht. TDLAS staat voor Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy en is een lasergebaseerde optische techniek waarmee inlinemeting in realtime mogelijk is van verontreinigingen in procesgasstromen met een lage ppm-gevoeligheid. Deze technologie wordt veel gebruikt voor het meten van vocht (H2O), kooldioxide (CO2), waterstofsulfide (H2S), ammoniak (NH3) en acetyleen (C2H2) in gasprocessen en pijpleidingen.
Geothermie
“Omdat we specialist zijn in het behandelen van biogas, zijn we eigenlijk automatisch terechtgekomen in de wereld van geothermie,” vertelt Mathieu de Bas. “Zo hebben we een belangrijke bijdrage geleverd aan de realisatie van het geothermieproject Nature’s Heat in Kwintsheul voor het verwarmen van kassen met een totale teeltoppervlakte van 64 hectare met zeer gevarieerde gewassen. Het te verwachten vermogen van de bron was circa 16 MWth, waarmee een besparing op aardgas was voorzien van circa 22 miljoen m3, plus een uitstootverlaging van circa 40 miljoen kg CO2 en 72.000 kg NOx per jaar. In het eerste productiejaar (2018) werden deze verwachtingen echter al ruim overtroffen.”
Gas en water scheiden
Bij geothermie wordt water vanaf grote diepte (zo’n 2 kilometer onder de grond) naar boven gehaald. Door de hoge druk (zo’n 200 bar) is het op die diepte aanwezige gas opgelost in water. Als dit aan de oppervlakte komt vormt het gas belletjes in het water waardoor de warmteoverdracht in de warmtewisselaar vermindert en de aardwarmtebron niet optimaal wordt benut. Ook kan de warmtewisselaar hierdoor in meer of mindere mate verstoppen. “Het gas moet dus van het water worden gescheiden voordat het in de warmtewisselaar komt,” legt Mathieu de Bas uit. “Het geogas dat mee omhoog komt, wordt in onze installaties gedroogd en in druk gereduceerd om vervolgens te kunnen worden gebruikt in een gasgestookte warmwaterketel of gasmotor (WKK). Daarbij kan met een geogas mengsysteem altijd de juiste gaskwaliteit geleverd worden omdat indien nodig bijvoorbeeld een bepaalde hoeveelheid aardgas wordt toegevoegd. Met het geowater kan naast gas ook zand en olie meekomen. Om dit eruit te halen gebruiken we een zogeheten GLCC, oftewel een Gas Liquid Cylindrical Cyclone, gecombineerd met een buffer. Hiermee worden geogas, geowater, vaste stoffen en olie van elkaar gescheiden teneinde de warmtebenutting betrouwbaar te maken. Ook hebben we specifieke software ontwikkeld waarmee een warmte afleverstation (WAS) aangestuurd kan worden, wat de basis legt voor een betrouwbare en ijkwaardige energielevering tegen de laagste elektrische kosten. Al deze technieken hebben we toegepast in het Nature’s Heat project in Kwintsheul. Daarvoor hebben we ook alle benodigde software geschreven en ook kunnen we vanuit onze locatie inloggen en alle installaties aldaar monitoren en bijsturen waar nodig. Dit doen we op regelmatige basis, zodat alles zo optimaal mogelijk blijft draaien.”
Gastreatment Services
GtS, wat de afkorting is van Gastreatment Services, is in 2004 opgericht en bestaat uit twee bedrijven, te weten het ingenieursbureau (GtS) en de werkplaats (GtS Construction). Met deze twee-eenheid kan GtS installaties niet alleen van A tot Z ontwerpen, maar deze vervolgens ook (mede als skid) bouwen, op locatie installeren en vervolgens onderhouden en optimaliseren. GtS is opgericht door Mathieu de Bas die de directie voert over beide, inmiddels 15 medewerkers tellende bedrijven. Zijn vrouw Nicoline de Bas is eveneens actief in het bedrijf en verzorgt onder meer de marketing en communicatie. Samen vormen ze een perfect duo dat ervoor zorgt dat GtS al jaren een belangrijke rol speelt in de internationale energietransitie.
