Kupper Engineering ist Mitglied der Asplundh Infrastructure Group, einer führenden nationalen Allianz für Infrastrukturdienstleistungen und -lösungen für Versorgungsunternehmen, Stromerzeuger und energieintensive Kunden. Kupper Engineering bietet erstklassiges, professionelles Full-Service-Engineering, technischen Support, Beschaffung von Ausrüstung und Automatisierungssteuerungsintegration – von der Planung und Gestaltung bis zur Realisierung und Inbetriebnahme.
- Entwerfen Sie ein System zur Umwandlung von Deponiegas in erneuerbares Erdgas (RNG)
- Implementierung in 20 RNG-Anlagen zwischen jetzt und 2026
- System mit Dutzenden von Aktoren, Motoren, Ventilen, Pumpen und Sensoren – basierend auf den Steuerungssystemen ControlLogix® und CompactLogix™, intelligenten Motorsteuerungszentren , variablen Frequenzantrieben und anderen Komponenten
- Fähigkeit zur Überwachung und Erkennung von Gaslecks, Steuerung der Belüftung, Anpassung der Lüfter und Abschaltung der Systeme bei Bedarf
- An jedem der 20 Standorte werden zwischen 3000 und 8000 Standardkubikfuß pro Minute Deponiegas in erneuerbares Erdgas umgewandelt
Von Lebensmittel- und Molkereibetrieben bis hin zu Deponien hilft Kupper Engineering Unternehmen dabei, Abfälle und verwandte Nebenprodukte in erneuerbares Erdgas (RNG) umzuwandeln. RNG wird aus biogas hergestellt, das aus organischen Abfällen freigesetzt wird. Es wird auf Pipeline-Qualitätsstandards verarbeitet und als Ersatz für fossile Brennstoffe verwendet.
Kupper, ein Anbieter von Engineering-, Steuerungs- und Beschaffungsdienstleistungen, war eines der ersten Unternehmen, das Elektrotechnikdienste für RNG-Produktionsanlagen anbot. Sie haben etwa 30 RNG-Projekte unterstützt und weitere 30 für die nächsten drei Jahre geplant. Dazu gehören RNG, das aus Deponiegas sowie aus tierischen und Lebensmittelabfällen mit anaeroben Kocher-Systemen gewonnen wird.
„Anstatt Erdgas aus dem Boden zu holen, das ‚nicht erneuerbar‘ ist, nehmen wir ein Nebenprodukt menschlicher Prozesse und verwandeln es in eine Ressource, die die Menschen in ihrem Alltag nutzen können“, sagt Jude Matteo, Principal Systems Integrator bei Kupper Engineering.
„Was uns einzigartig macht, ist, dass wir als Engineering- und Steuerungsunternehmen verstehen, wie alle Teile in diesen hochspezialisierten Projekten zusammenpassen“, fügt William Moss, Senior Project Manager bei Kupper, hinzu. „Wir sind von der ersten Planung bis zur Umsetzung und Unterstützung während der gesamten Lebensdauer dieser Standorte eng eingebunden.“
Als Teil seines Lösungsportfolios verlässt sich Kupper seit mehr als einem Jahrzehnt auf Rockwell Automation.
Herausforderung
Qualität und Kontrolle sind von größter Bedeutung
Kupper unterstützt einen der größten Deponiebetreiber Nordamerikas bei der aggressiven Erweiterung seiner RNG-Infrastruktur im Rahmen seiner Wachstums- und Nachhaltigkeitsstrategien.
"Früher wurde Müll auf Deponien vergraben, wo er sich zersetzte. Dabei entstanden Gase, die unangenehm rochen, sich bei Anhäufung als äußerst gefährlich erwiesen und die Umgebung und die Ozonschicht negativ beeinflussten", erklärte Matteo. "Die ursprüngliche Methode der Betreiber bestand darin, das Deponiegas abzusaugen und abzufackeln – einfach zu verbrennen. Jetzt können sie durch eine Reihe von Prozessen dieses Gas aus der Deponie entnehmen, es reinigen und in im Wesentlichen Erdgas umwandeln."
Dieser Betreiber plant, das erzeugte RNG zur Betankung seiner Transportflotte zu verwenden und den Rest dann in die Erdgasleitung zurückzuführen. Die Prozesssteuerung ist von größter Bedeutung, da strenge Richtlinien den Prozess der Umwandlung von Deponiegas (LFG) in leitungsfähiges Qualitätsgas regeln.
„Deponiegas besteht in der Regel zu 50 % aus Methan und enthält dann eine große Menge Kohlendioxid (CO2) und eine kleinere Menge an Spurenelementen. Das CO2 und Spuren davon müssen entfernt werden, damit das Endprodukt zu 98 % aus reinem Methan besteht“, so Michael Markham, Senior Projektmanager bei Kupper. „Es gibt mehrere Prozesse, die durchlaufen werden müssen, und jede Phase kann Kompression, Kühlung, Erwärmung und Filtration erfordern.“
Mit Dutzenden von Aktoren, Motoren, Ventilen, Pumpen und Sensoren ist es ein komplexes System, das entworfen, angeschlossen und gesteuert werden muss. Aus diesem Grund setzt Kupper auf Produkte von Rockwell Automation, darunter ControlLogix®- und CompactLogix™-Steuerungssysteme,intelligente Motorsteuerungszentren, variable Frequenzantriebe und andere Komponenten in vielen seiner LFG-zu-RNG-Projekte.
Diese Technologien sind auch für die Sicherheit von Mitarbeitenden und Systemen von entscheidender Bedeutung. Sie helfen Einrichtungen, Gaslecks zu überwachen und zu erkennen, die Belüftung zu steuern, Lüfter anzupassen und Systeme bei Bedarf abzuschalten.
Lösung
Standardisiertes Anlagendesign und standardisierte Ausrüstung
„Wir wurden gebeten, uns an diesem client zu beteiligen, weil sie das Anlagendesign und die Ausrüstung über verschiedene Projektgrößen hinweg standardisieren wollten, damit sie sicher, zuverlässig und konsistent sind“, erklärte Markham.
Zwischen jetzt und 2026 plant der client, 20 RNG-Anlagen in vier Größen von 16000 bis 30000 Quadratfuß zu bauen. Diese Anlagen werden in der Lage sein, zwischen 3000 und 8000 Standardkubikfuß pro Minute LFG zu verarbeiten.
„Diese Anlagen werden schnell ablaufende, komplexe Prozesse mit Hunderten von Komponenten ausführen, die installiert, konfiguriert und integriert werden müssen. Wenn wir Rockwell Automation Produkte verwenden, ist das bei weitem der einfachste und schnellste Weg, dies zu tun“, sagte Matteo. „Da wir wissen, dass wir mehr dieser Anlagen bauen werden, versuchen wir, sie zu templatisieren. Die Möglichkeit, die Programmierung zu standardisieren und zu modularisieren, war unkompliziert, und wir können uns auf die Leistung der Angebote von Rockwell verlassen.“
All dies ist entscheidend, um die Produktionszeit zu maximieren.
„Ob es sich um einen Kocher oder eine Deponie handelt, wie im Fall dieses client, sie produzieren immer Gas, mit dem kontinuierlich umgegangen werden muss. Immer wenn eine Anlage nicht läuft, müssen sie etwas mit dem Gas machen, und das bedeutet in der Regel, es abzufackeln“, erklärte Matteo. „Daher ist jede Steigerung der Zuverlässigkeit äußerst vorteilhaft.“
Ergebnis
Potenzielle wirtschaftliche und ökologische Vorteile
Kuppers erste standardisierte LFG-zu-RNG-Anlage für das aktuelle Portfolio dieses client ging im Frühjahr 2023 online, mit etwa acht weiteren, die 2024 erwartet werden, und dem Rest in den Folgejahren.
Eine durchschnittliche Anlage hat das Potenzial, mehr als 780000 MMBtu pro Jahr an RNG zu gewinnen und zu produzieren. MMBtu ist die gebräuchliche Metrik zur Messung des Heizwerts und des Brennwerts. Diese Menge entspricht der Versorgung von mehr als 26000 Haushalten oder 676 schweren Lastwagen pro Jahr und ist das Äquivalent von mehr als 5.3 Millionen Gallonen Dieselkraftstoff. Die Nutzung von RNG aus einer Anlage dieser Größe anstelle von fossilen Brennstoffen hat das Potenzial, mehr als 50000 Tonnen Treibhausgasemissionen pro Jahr zu vermeiden.
„Wir helfen diesem client, ein lästiges Nebenproduktgas in nutzbare Energie umzuwandeln“, sagte Markham. „Anstatt Kapital und jährliche Mittel für die Entsorgung aufwenden zu müssen, wird er eine tragfähige Energiequelle produzieren, die besser für die Umgebung ist und ein rentables Einkommen generiert.“
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Veröffentlicht 15. November 2023