Koldioxidhaltig biogas som fordonsbränsle : Lagring och förbränning vid gårdsproduktion

Biogas har använts som fordonsbränsle i Sverige sedan början av 90-talet som ett förnyelsebart alternativ till naturgas. Först till bussflottor och sedan slutet av 90-talet även till personbilar. Biogasproduktionen i Sverige har sedan slutet av 90-talet varit omkring 1,5 TWh per år. Potentialen för biogasproduktion genom rötning är 15 TWh per år, varav den största delen beräknas komma från jordbruket. Biogas produceras främst genom rötning av substrat. Detta består av organiskt material och olika typer av material kan med fördel blandas. Produkten ur rötkammaren är en rågas som består av 55-70 mol-% metan, 30-45 mol-% koldioxid samt små mängder svavelväte, siloxaner och vatten. För att kunna motsvara naturgas behöver den råa biogasen renas, vilket kallas uppgradering. I denna process höjs metanhalten till 97±1%. Resterande andel gas består främst av koldioxid. Siloxaner och svavelväte måste i det närmaste helt renas bort eftersom dessa är skadliga för ledningar, tankar och motorer. Problemet med de uppgraderingstekniker som finns är att de är svåra att anpassa för små gasflöden, de blir inte lönsamma för enskilda gårdar att investera i. För att underlätta för gårdar att producera biogas för drift av egna fordon har det undersökts om det skulle vara möjligt att använda biogas med högre koldioxidhalt än standarden föreskriver. Detta skulle öppna för en enklare och billigare uppgradering, eller eventuellt ta bort behovet av uppgradering. Fokus har legat på två problem. Det var oklart huruvida koldioxiden i en biogasblandning kondenserar vid högt tryck, vilket skulle leda till varierande gassammansättning när trycket sänks. Detta har studerats genom litteraturstudier och beräkningar. Risken fanns också att en hög koldioxidhalt skulle försämra förbränningen i en motor, för att finna en nedre gräns för metanhalten har gjord forskning på förbränning av koldioxidhaltig gas sammanställts. Resultatet visar att rå biogas med en metanhalt på 60 mol-% aldrig kondenserar i temperaturer över -20°C oavsett tryck, höjs metanhalten till 70 mol-% är den säkra temperaturen -30°C. 70 mol-% var enligt vetenskapen också en säker lägre gräns för att förbränningen inte ska bli negativt påverkad med ojämn motorgång som följd. Denna låga metanhalt ger dock sänkt verkningsgrad och kortare räckvidd varför en så hög metanhalt som möjligt bör eftersträvas.