Forschungsbericht 2021


GREENING THE GAS
FORSCHUNGSBERICHT 2021

Der jährlich erscheinende Forschungsbericht soll die beauftragten Projekte vorstellen und den Forschungsfortschritt dokumentieren.

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DIE ÖVGW-FORSCHUNGSINITIATIVEN
IM RAHMEN DER „GREENING THE GAS“- STRATEGIE


In Folge der Pariser Klimakonferenz haben sich auch die österreichischen Bundesregierungen – zunächst mit der #mission2030 und danach im Regierungsprogramm 2020–2024 – ehrgeizige Ziele gesetzt: Ab dem Jahr 2030 soll Österreichs Strom, zumindest bilanziell, zu 100 Prozent aus erneuerbaren Quellen stammen, bis 2040 soll das gesamte Energiesystem weitestgehend dekarbonisiert sein. Die anvisierte Energiewende mit dem Ausstieg aus fossilen Energieträgern bedeutet langfristig auch das Ende für Erdgas, das in der Energielandschaft bis heute eine tragende Säule der Versorgungssicherheit darstellt.

Die Umstellung auf erneuerbare Energien wie Windenergie, Photovoltaik und Wasserkraft birgt indes ein schwerwiegendes Problem in sich: Da deren Erzeugung in hohem Maße vom Wetter und anderen naturgegebenen Faktoren abhängig ist, lässt sich eine gesicherte, zuverlässige und leistbare Energieversorgung nicht allein auf diesen alternativen Quellen aufbauen. Besonders in Perioden hohen Energiebedarfs (in den Wintermonaten) kann die Produktion die Nachfrage nicht decken, während (in den Sommermonaten) erzielte Stromüberschüsse sich aus technischen Gründen nicht speichern lassen.

Als realistische, rasch umsetzbare und wirtschaftlich vertretbare Lösung dieses Problems bietet sich die Nutzung der bestehenden Gasinfrastruktur an. Überschüssiger Strom aus den volatilen erneuerbaren Quellen kann mittels Elektrolyseverfahren zu Wasserstoff umgewandelt und als solcher – oder in einem weiteren Schritt methanisiert – in das Gasnetz eingespeist werden. Infolge dieser Sektorkopplung stehen der aus erneuerbaren Quellen gewonnenen Energie die weitverzweigten Verteil- und enormen Speicherkapazitäten der Gasinfrastruktur zur Verfügung.

Gas ist also nicht gleich Gas. Auch wenn zurzeit der Verbrauch zum überwiegenden Teil noch durch den Import von Erdgas gedeckt wird, erlangt in Österreich erzeugtes, erneuerbares Gas immer mehr an Bedeutung. Bei diesem „Grünen Gas“ handelt es sich einerseits um Biogas aus Reststoffen, das zu Biomethan veredelt eingespeist wird, und andererseits um in Power-to-Gas-Anlagen gewonnenes synthetisches Gas oder Wasserstoff.

Die Stromproduktion in Österreich ist bereits heute weitestgehend von Kohle und Öl auf Erdgas umgestellt, wodurch deutliche Einsparungen von CO2 und Schadstoffemissionen erzielt werden konnten. Nun gilt es, das fossile Erdgas Schritt für Schritt in sämtlichen Nutzungssektoren durch klimaneutrale Gase zu ersetzen. Dieses Ziel verfolgt die österreichische Gaswirtschaft mit ihrer Greening the Gas-Strategie.

Für die Umsetzung der Greening the Gas-Strategie ist neben der Ausgestaltung geeigneter wirtschaftlicher und rechtlicher Rahmenbedingungen eine Vielzahl technischer und sicherheitstechnischer Fragestellungen im Zusammenhang mit dem Einsatz von Biomethan, synthetischem Gas und Wasserstoff zu klären. Diese Aufgabe fällt in den Zuständigkeitsbereich der ÖVGW. Als technischer Arm der österreichischen Gaswirtschaft muss sie auf diesem Gebiet die Voraussetzungen dafür erarbeiten, dass der Energieträger Gas jene bestimmende Rolle übernehmen kann, die für das Gelingen der Energiewende nötig ist. Um diese Aufgaben bewältigen zu können, sind umfassende Maßnahmen erforderlich. In organisatorischer Hinsicht wurden ein mit diesem Thema befasster Arbeitskreis – „TAK Greening the Gas“ – eingerichtet, der koordinierende „Forschungsbeirat Gas“ geschaffen und die finanziellen und personellen Ressourcen ausgeweitet.

Die Materie erfordert außergewöhnlich hohen Forschungsbedarf. Die ÖVGW hat dazu zwei Initiativen gestartet, die vorläufig auf 5 Jahre angelegt sind. Sie sollen grundlegende Fragestellungen klären und den Zeitplan für den schrittweisen Ersatz von Erdgas durch erneuerbare Gase festlegen. Im Anschluss daran wird man sich noch mit Detailfragen befassen.

Zum Auftakt der Forschungsvorhaben im Jahr 2019 vergab die ÖVGW 7 Projekte, 2020 folgten 9 weitere. Im Berichtsjahr 2021 standen 12 Projekte auf dem Programm. Zu einigen Forschungsschwerpunkten wurden Projekte fortgeführt, gleichzeitig aber auch neue Themenfelder adressiert.

Green Gas 4 Grids

Ziel der ÖVGW-Forschungsinitiative Green Gas 4 Grids ist die Abklärung offener Fragestellungen zur Produktion und Netzeinspeisung erneuerbarer Gase. Dies beginnt bei der effizienten Gaserzeugung und -aufbereitung und reicht bis hin zu einer allfälligen Neudefinition der Gasqualität sowie der Schaffung eines entsprechenden technischen Ordnungsrahmens im ÖVGW-Regelwerk bzw. bei der ÖVGW-Zertifizierung.

Green Gas 4 Mobility

Für den Mobilitätsbereich sollen mit Forschungsprojekten im Rahmen der Initiative Green Gas 4 Mobility die Grundlagen für den Einsatz von erneuerbaren Gasen am Verkehrssektor geschaffen werden. Grundsätzlich abzuklären ist, in welchem Ausmaß erneuerbare Gase einsetzbar und welche Möglichkeiten und Begrenzungen dabei gegeben sind.

Im Rahmen der Greening the Gas-Strategie sind unterschiedlichste Aspekte zu berücksichtigen: technische (wie Materialfragen, Verbrennungstechnik, P2G-Technologie, Gasaufbereitung oder CO2-Abtrennung), infrastrukturelle, sicherheitstechnische, volkswirtschaftliche, sozioökonomische, betriebswirtschaftliche und ökologische. Die Projekte zur Klärung der anstehenden Fragen müssen daher in Zusammenarbeit mit renommierten Universitäten, Forschungseinrichtungen und Experten unterschiedlicher Disziplinen durchgeführt werden.

Für die Forschungsvorhaben im Jahr 2021 wurden die Aufträge an folgende Partner vergeben:

  • BESTresearch – Bioenergy and Sustainable Technologies GmbH
  • DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH
  • Forschung Burgenland / FH Pinkafeld (Department Energie & Umwelt)
  • Hydrogen Center Austria
  • Johannes Kepler Universität Linz
  • keep it green gmbh. Partner der Energiewirtschaft
  • Montanuniversität Leoben (Lehrstuhl für Thermoprozesstechnik)
  • HR Dipl.-Ing. Dr. Bernhard Schneider (Sachverständiger)
  • Technische Universität Wien (Institut für Energietechnik und Thermodynamik; Institut für Strömungsmechanik und Wärmeübertragung)

Kooperationen auf internationaler Ebene ergänzen die heimische Expertise. Da viele der Fragestellungen nicht isoliert gelöst werden können, setzt man in der ÖVGW bei der gesamten Initiative auf europäische Zusammenarbeit und steht in engem Austausch mit den Schwesterorganisationen Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e.V. (DVGW) und Schweizerischer Verein des Gas- und Wasserfaches (SVGW). So bietet sich etwa durch die Kooperation mit der DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH – dem Forschungsinstitut des DVGW – die Möglichkeit, am deutschen Erfahrungspotenzial zu partizipieren.

Die ÖVGW ist darüber hinaus Gründungsmitglied der im Jahr 2018 geschaffenen Forschungsplattform ERIG – European Research Institute for Gas and Energy Innovation mit Sitz in Brüssel. Hier arbeitet man mit Kollegen aus Dänemark, Deutschland, den Niederlanden, der Schweiz und der Slowakei zusammen. Ziel von ERIG ist es, durch länderübergreifende Forschung sowie den Austausch nationaler Forschungsergebnisse die Dekarbonisierung der Gasversorgung voranzutreiben und die Rolle erneuerbarer Gase im zukünftigen Energiesystem festzulegen.


DIE FORSCHUNGSSTRATEGIE


Die Forschungsstrategie der ÖVGW wird im Forschungsbeirat Gas, dem speziell zur Steuerung und Begleitung der Greening the Gas-Initiative eingerichteten Gremium, ausgearbeitet und beschlossen. In der Forschungsstrategie ist festgelegt, welche Themengebiete für die Marktdurchdringung mit erneuerbaren Gasen relevant sind und welche offenen Fragen technischer, organisatorischer oder wirtschaftlicher Natur durch geeignete Forschungsprojekte wissenschaftlich untersucht und geklärt werden sollen.

Teil der Strategie ist auch die Gas-Roadmap, welche die zeitliche Abfolge des schrittweisen Ausstiegs aus fossilem Gas und des gleichzeitigen Umstiegs auf Biomethan und Wasserstoff beschreibt. Die durch die Forschungsstrategie vorgegebene Forschungstätigkeit erstreckt sich auf die 4 Bereiche Produktion, Verteilung, Anwendung und – als speziellen Anwendungsbereich – Mobilitätssektor und befasst sich beispielsweise mit Fragestellungen der Ressourcenallokation und der H2-Readyness der Gasinfrastruktur, mit innovativen Gasanwendungen auf Verbraucherseite und mit rechtlichen Aspekten des Gaseinsatzes im Verkehr.

Ergänzt wird die Forschungsstrategie durch die Veröffentlichungsstrategie, die festlegt, in welchem Umfang die zur Publikation freigegebenen Forschungsergebnisse den verschiedenen Interessengruppen zugänglich gemacht werden.

Auf der ÖVGW-Homepage wurde eine interaktive Übersichtsgrafik implementiert, die die Bereiche Erzeugung, Transport/Speicherung und Einsatz von erneuerbaren Gasen abbildet. Durch Klick auf die einzelnen Elemente werden die von der ÖVGW vergebenen Forschungsprojekte zum entsprechenden Thema in einem Popup-Window angezeigt. Dieses enthält die Basisinformationen zu jedem Projekt (Titel, Forschungsauftrag, Projektpartner, Laufzeit und Status) sowie einen weiterführenden Link auf die Zusammenfassung im jeweiligen Jahrgang des Forschungsberichts. Die Inhalte werden jährlich aktualisiert.

Die interaktive Grafik ergänzt mit ihrem sachsystematischen Zugang die Jahresberichte, welche die Forschungstätigkeit chronologisch abbilden. In Kombination steht damit ein rascher Überblick über die Aktivitäten und Schwerpunktsetzungen der Greening the Gas-Initiative sowie über den aktuellen Forschungsstand zur Verfügung.

www.ovgw.at/gas/ueber-gas/interaktive-gasgrafik/


DIE INFO-KAMPAGNE "GRÜNES GAS MACHT DAS!"


Was Grünes Gas alles kann, wurde 2021/2022 unter dem Kampagnentitel „Grünes Gas macht das!“ einer breiteren Öffentlichkeit vorgestellt. Die Info-Kampagne vermittelt die Vorzüge von Grünem Gas, die Botschaften werden in den Sozialen Medien, als Bannerwerbung in digitalen Media-Netzwerken und in öffentlichen Räumen in Form von digitaler Außenwerbung platziert.

Zentrales Ziel der von ÖVGW und FGW getragenen Kampagne ist es, Grünes Gas als unverzichtbaren Bestandteil der Energiewende für Versorgungssicherheit bekannt zu machen, die Öffentlichkeit für das Thema „erneuerbare Gase“ zu sensibilisieren sowie Bewusstsein dafür zu schaffen, dass jetzt der Zeitpunkt ist, um mit der Hebung unserer Grün-Gas-Potenziale zu beginnen und dass die Politik jetzt die richtigen Rahmenbedingungen dafür schaffen muss.

Jede der drei „Grünes Gas macht das!“-Kampagnen trat mit mehreren Werbesujets in Form von Videoclips auf. In der Ausgestaltung wurde ganz bewusst auf kurze, einprägsame Botschaften mit dem Slogan „Grünes Gas macht das!“, den Faktor Mensch und die Vorteile von Grünem Gas für Österreich und die Energiewende gesetzt. Man wollte verständlich machen, dass mit erneuerbaren Gasen ein stressfreier Umstieg auf einen klimaneutralen Energieträger ohne Zusatzkosten möglich ist, kein Gerätetausch notwendig ist, die Versorgungssicherheit gegeben bleibt, Arbeitsplatze generiert werden und die gesamte Wertschöpfungskette abgebildet ist.

Eingesetzt wurden bei diesen Kampagnen hauptsächlich digitale Werbemittel, um eine flächendeckende Reichweite zu erzielen. Für den passenden Auftritt wurden österreichweit digitale City-Lights auf hochfrequentierten Stellen, Werbebanner in diversen Online-Medien und die Social Media Kanäle von FGW und ÖVGW Träger der Botschaften. Erweitert wurde die Werbestreuung mit nativem Advertising und Podcasts auf online-Tageszeitungen.

Parallel dazu wurde der Dialogkanal Social Media neben Facebook durch LinkedIn, Instagram und Twitter Accounts erweitert, um damit Reichweite und Interaktion für den Informationstransfer zu nutzen. Themennews, relevante, nützliche Inhalte, Best Practice Beispiele etc. wurden als Beiträge in Form von Bildern, Statements und Videos ausgespielt, um das Image zu verbessern, die Bekanntheit auszubauen und die Aufmerksamkeit für die Alternative zu fossilem Gas zu erhöhen.


FORSCHUNGSPROJEKTE 2021


FORSCHUNGSAUFTRAG
Erhebung und Zusammenfassung von Grüngas-Produktionsprojekten weltweit, die direkt oder indirekt für die österreichische Gasversorgung relevant werden können.

PROJEKTPARTNER
Johannes Kepler Universität Linz
Dr. Karin Fazeni-Fraisl, Andreas Zauner, MSc, MMag. Francisco Villagarcia, DI Hans Böhm

LAUFZEIT
2021

STATUS
Abgeschlossen, Endbericht ÖVGW GF 65


FORSCHUNGSAUFTRAG
Erstellung eines Gutachtens, um darzulegen, dass die aktuelle Gesetzeslage, derzufolge wasserstoffbetriebene Fahrzeuge nicht in Tiefgaragen einfahren dürfen, sicherheitstechnisch nicht gerechtfertigt ist, sowie Neubewertung der Situation.

PROJEKTPARTNER
Hofrat Dipl.-Ing. Dr. Bernhard Schneider, Sachverständiger

LAUFZEIT
2021

STATUS
Abgeschlossen, Endbericht ÖVGW GF 66


FORSCHUNGSAUFTRAG
Dekarbonisierung von mit Gas versorgten Haushalten, die für einen reinen elektrischen Wärmepumpenbetrieb aufgrund unzureichender Isolation oder des verbauten Heizkörpersystems nicht geeignet sind.

PROJEKTPARTNER
Forschung Burgenland GmbH
DI Dr. Sebastian Schuh, BSc

LAUFZEIT
2021f.

STATUS
In Bearbeitung


FORSCHUNGSAUFTRAG
Ermittlung der Potenziale für eine dezentrale Wärme- und Stromerzeugung mit Brennstoffzellen in Gewerbe und Industrie.

PROJEKTPARTNER
Forschung Burgenland GmbH
Prof. DI (FH) Dr. Christian Heschl, DI Christian Seidl, BSc

LAUFZEIT
2021f.

STATUS
In Bearbeitung


FORSCHUNGSAUFTRAG
Darstellung günstigerer Alternativen zu Gaschromatographen für die Gasbrennwertbestimmung für abrechnungsrelevante Knotenpunkte unter Berücksichtigung zukünftiger Einspeisepunkte ins Gasnetz von Biomethan und Wasserstoff.

PROJEKTPARTNER
Montanuniversität Leoben – Lehrstuhl für Thermoprozesstechnik
Univ.Prof. DI Dr.techn. Harald Raupenstrauch, DI Gregor Berger

LAUFZEIT
2021f.

STATUS
In Bearbeitung


FORSCHUNGSAUFTRAG
Analyse, welche Verunreinigungen im Wasserstoff auftreten, wenn dieser durch Rohrleitungen fließt, die von Erdgasleitungen auf reine Wasserstoffleitungen umgewidmet wurden.

PROJEKTPARTNER
HyCentA Research GmbH
DI Dr.techn. Thomas Stöhr

LAUFZEIT
2021f.

STATUS
In Bearbeitung


FORSCHUNGSAUFTRAG
Ermittlung, nach welcher Strecke bei einer direkten Einspeisung von Wasserstoff in Methannetze von einer vollständigen Mischung ausgegangen werden kann.

PROJEKTPARTNER
TU Wien – Institut für Strömungsmechanik und Wärmeübertragung (ISW)
Dr. F. Zonta et al.

LAUFZEIT
2021

STATUS
Abgeschlossen, Endbericht ÖVGW GF 64


FORSCHUNGSAUFTRAG
Darstellung einheitlicher Varianten von Verdichtern, wenn Biomethan auf höhere Netzebenen gebracht werden soll, um die möglichen Abnahmemengen zu erhöhen.

PROJEKTPARTNER
keep it green gmbh
Thomas Wagner

LAUFZEIT
2021f.

STATUS
In Bearbeitung


FORSCHUNGSAUFTRAG
Welche Maßnahmen können die Effizienz des Gasnetzbetrieb steigern? Erarbeitung optimierter Szenarien, wie zukünftig einspeisende Biogasanlagen verschaltet werden und in das Gasnetz unterschiedlicher Ebenen einspeisen können.

PROJEKTPARTNER
TU Wien – Institut für Energietechnik und Thermodynamik
Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. René Hofmann, Dipl.-Ing. David Huber, Nikola Antonijevic BSc

LAUFZEIT
2022

STATUS
In Bearbeitung


FORSCHUNGSAUFTRAG
Die Rolle der Verteilnetzbetreiber in einer zukünftigen Wasserstoffwirtschaft

PROJEKTPARTNER
DNV, 91 Verteilnetzbetreiber Europas

LAUFZEIT
2021–2022

STATUS
Abgeschlossen, www.ready4H2.com


FORSCHUNGSAUFTRAG
Untersuchung des Aufkommens und von Verwendungsmöglichkeiten holzbasierter Rest- und Abfallströme. U.a. Erforschung des Potenzials für die Biogasproduktion.

PROJEKTPARTNER
BESTresearch – Bioenergy and Sustainable Technologies GmbH
Dr. Strasser

LAUFZEIT
2019-2022

STATUS
Abgeschlossen.


FORSCHUNGSAUFTRAG
Analyse zur Verträglichkeit der Gasverteilnetzbestandteile mit Wasserstoffanteilen im Gasgemisch in Schritten bis zu 100 % (Teil A) und Erstellung von Steckbriefen zur Wasserstoffverträglichkeit von in der Gasversorgung eingesetzten Materialien und Produkten (Teil B).

PROJEKTPARTNER
DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH
Dipl.-Ing. (FH) Gert Müller-Syring et al.

LAUFZEIT
2017ff. (mit Beteiligung der ÖVGW 2019ff.)

STATUS
Kompendium Teil A: abgeschlossen
Kompendium Teil B: Die Arbeitspakete von 2021 sind abgeschlossen. Das Projekt wird fortgeführt.


VORSCHAU 2022


Wasserstoffverträglichkeit in Gasverteilnetzen
Fortführung Projekt 12/2021 – Kompendium Wasserstoff in Gasverteilnetzen
DI(FH) Müller-Syring et al.,

DBI HyGrid2
Fortführung Projekt 6/2021 – HyGrid-Pilot Study
Dr. Thomas Stöhr, HyCentA
Dr. Baumann, DBI
Dr. Marsoner, MCL

Ready4H2- Phase 2
Fortführung Projekt 10/2021 – Ready4H2
DNV, 91 europäische Verteilnetzbetreiber


ÜBERSICHT 2019-2021


FORSCHUNGSPROJEKT 01/2019
Kostenbetrachtung der Einbindung existierender Biogasanlagen in das österreichische Gasnetz

FORSCHUNGSPROJEKT 02/2019
Entwicklung eines Standard-Konzepts für die Aufbereitung von Rohbiogas zu einem einspeisefähigen Gas

FORSCHUNGSPROJEKT 03/2019
Verbrennungstechnische und sicherheitsrelevante Anforderungen in Hinblick auf einen erhöhten Biogasund Wasserstoffanteil im Erdgas

FORSCHUNGSPROJEKT 04/2019
Expertise für eine Einspeisung von 10 Vol.-% Wasserstoff ins österreichische Gasnetz – Kunden-Erdgasanlagen und häusliche Gasgeräte

FORSCHUNGSPROJEKT 05/2019
Kompendium Wasserstoff in Gasverteilnetzen (Beteiligung)

FORSCHUNGSPROJEKT 01/2020
Auswirkungen eines schwankenden Wasserstoffanteils im Erdgas auf die Industrie

FORSCHUNGSPROJEKT 02/2020
Produktion grüner Gase aus Klärschlamm: Fallstudie für Wasserstoff aus DFB-Dampfgaserzeugung

FORSCHUNGSPROJEKT 03/2020
Standardisierte Biogasaufbereitung und Methanisierung

FORSCHUNGSPROJEKT 04/2020
Aktuelle Technologien und Anwendungen von Brennstoffzellen und Klein-Kraft-Wärme-Kopplung für den Endkundenbereich

FORSCHUNGSPROJEKT 05/2020
Treibhausgasemissionen von Biomethan aus mikrobiologisch erzeugtem Biogas für unterschiedliche Substrate

FORSCHUNGSPROJEKT 07/2020
Analyse des Mischens und Entmischens von Wasserstoff in Methan

FORSCHUNGSPROJEKT 08/2020
BioEcon – Innovative wood-based value chains (Beteiligung)

FORSCHUNGSPROJEKT 09/2020
Kompendium Wasserstoff in Gasverteilnetzen – Fortsetzung (Beteiligung)

FORSCHUNGSPROJEKT 01/2021
Metastudie zur Produktion von klimaneutralen Gasen

FORSCHUNGSPROJEKT 03/2021
Studie für aktuelle Technologien und Anwendungen von Gaswärmepumpen sowie elektrischen Wärmepumpen in Kombination mit Gasbrennwertgeräten für den Endkundenbereich

FORSCHUNGSPROJEKT 04/2021
Aktuelle Technologien und Anwendungen von Brennstoffzellen als KWW in Gewerbe und Industrie

FORSCHUNGSPROJEKT 05/2021
Marktanalyse zur Brennwertbestimmung eines Gasgemisches

FORSCHUNGSPROJEKT 06/2021
HyGrid-Pilot Study – Analyse der Verunreinigungen im Wasserstoff beim Transport in umgewidmeten Pipelines

FORSCHUNGSPROJEKT 07/2021
Analyse des Mischens und Entmischens von Wasserstoff in Methan

FORSCHUNGSPROJEKT 08/2021
Standardisierung von Biomethankompressoren

FORSCHUNGSPROJEKT 09/2021
Effizienzsteigerung der österreichischen Gasverteilung

FORSCHUNGSPROJEKT 10/2021
Ready4H2 (Beteiligung)

FORSCHUNGSPROJEKT 11/2021
BioEcon – Innovative wood-based value chains – Fortsetzung (Beteiligung)

FORSCHUNGSPROJEKT 12/2021
Kompendium Wasserstoff in Gasverteilnetzen – Fortsetzung (Beteiligung)

FORSCHUNGSPROJEKT 06/2019
Gesamtwirtschaftliche Betrachtung alternativer Antriebstechnologien mit Fokus auf den Einsatz von ErdgasLkw in Österreich

FORSCHUNGSPROJEKT 07/2019
Wasserstoff in der Mobilität – Recherche bezüglich existierender Vorgaben zum Einsatz von Wasserstoff als Kraftstoff für Kraftfahrzeuge

FORSCHUNGSPROJEKT 06/2020
CNG Home Refuelling Stations – Identifikation der regulatorischen Hürden

FORSCHUNGSPROJEKT 02/2021
Gutachten zur Risikobewertung von Wasserstofffahrzeugen in Tiefgaragen