Umweltschutz Verfahrenstechnik Anlagenbau

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1 Umweltschutz Biogas aus Abfall zur Erzeugung von Strom und Erdgas Anlage zur Herstellung von Biogas s BCM-Verfahren der Fa. DGE GmbH zur Biogasaufbereitung und verarbeitung in vier Ausbaustufen mit Herstellung von Erdgas, Kohlendioxid, Methanol oder anderer stofflicher Verwertung Das BCM-Verfahren von der Fa. DGE GmbH zur Herstellung von Erdgas

2 Umweltschutz Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung 1.1 Einsatzgebiete 1.2 Stoffliche Nutzung 2. Biogasanlagen zur Stromerzeugung und Abwärmenutzung 2.1 Biogaserzeugung mit dem einstufigen mesophilen Verfahren 2.2 Biogaserzeugung mit dem zweistufigen mesophilen Verfahren 2.3 Biogaserzeugung mit dem dreistufigen meso- bwz. thermophilen Verfahren 3. Biogasaufbereitung nach dem BCM-Verfahren 3.1 Verfahrensbeschreibung der BCM-Verfahren 3.2 Verfahrensbewertung der BCM-Verfahren

3 Umweltschutz 1. Einleitung Die Firma DGE GmbH plant und installiert komplette schlüsselfertige Anlagen zur Biogasherstellung und deren Verwertung aus erneuerbaren Energien. Je nach Anwendungsfall lassen sich verschiedene Konzepte realisieren. Diese Konzepte beinhalten den Einsatz verschiedener Rohstoffe, aus der Landwirtschaft, der Industrie und der kommunalen Wirtschaft. Bei allen Prozessen entsteht Biogas, welches dann energetisch genutzt werden kann. Möglichkeiten der Nutzung sind: Erzeugung von elektrischem Strom Fernwärme für Heizungen Erdgas als Treibstoff für Fahrzeuge Erdgas zur Einspeisung in das Netz Kohlendioxid, flüssig oder als Trockeneis Herstellung von Methanol Herstellung von Sodalösung Verwertung in Brennstoffzellen Die Technik der Fa. DGE GmbH für die Biogasaufbereitung entspricht der neuesten Novellierung des EEG. Die Firma DGE GmbH kann für alle Anwendungsgebiete das optimale Konzept erarbeiten und anbieten. Der bisher erreichte sichere technische Stand bei der Installation und dem Betrieb von Biogasanlagen ermöglicht heute die Basis für die nächste Stufe der stofflichen Verwertung deren Inhaltsstoffe. Das in Deutschland erzielbare Biogasaufkommen wird auf 12,4 bis 15,3 Mrd. m³/a geschätzt /1/. Obwohl sich die Gesamtleistung der elektrischen Leistung von Biogasanlagen aus 1999 von 45 MW auf 2002 von 150 MW verdreifacht hat, wird das bestehende Potential nur zu 4-5 % ausgenutzt. Errechnen wir nur die sich aus dieser Differenz ergebenden Möglichkeiten für eine Produktion von Methanol, so ist diese enorm hoch. Berücksichtigen wir weiter, dass 80% des Weltaufkommens an Methanol (jährlicher Verbrauch 28,3 Mio t /2/) aus Erdgas produziert wird, so ist hier sehr einfach ein Ersatz dieser Produktion über native Rohstoffe möglich ist. Unsere Firma ist Mitglied im Fachverband Biogas e.v. 1.1 Einsatzgebiete Biogasanlagen werden vorteilhaft in folgenden Bereichen eingesetzt: Landwirtschaft Lebensmittelindustrie kommunale Entsorgung

4 Umweltschutz Die Erzeugung von Erdgas ist hier die wirtschaftlichste Variante, das dessen energetische Nutzung immer voll gegeben ist. Bei der Verstromung muss Abwärme entsorgt werden. Dafür besteht in den Sommermonaten oft kein Bedarf. 1.2 Stoffliche Nutzung Der erste Schritt zur stofflichen Nutzung ist die Herstellung von Erdgasqualität als Voraussetzung. Mit der Novellierung des EEG im Jahr 2004 wurde dafür die Voraussetzung geschaffen. 2. Biogasanlagen zur Stromerzeugung und Abwärmenutzung Die nachfolgenden Beispiele aus der Zusammenstellung der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.v. geben einen Überblick zu den unterschiedlichen technisch möglichen Prozessen bei der Biogaserzeugung. Grobe Anhaltswerte für die zu erwartende Wirtschaftlichkeit können nachstehender Übersicht entnommen werden. Großvieheinheiten (GVE) Biogaserzeugung (cbm/h) kw Brennstoff Investition Die Biogasherstellung aus nativen Rohstoffen und kommunalen Abfällen wir seit Jahren sicher beherrscht. In den letzten 5 Jahren hat sich die Anzahl der errichteten Biogasanlagen sprunghaft entwickelt. Aufgrund des hohen Heizwertes liegt die thermisch/energetische Verwertung des Biogases nahe. Dies führte dazu, dass mit dem Einsatz des Biogases im BHKW Elektroenergie und Abwärme produziert werden kann. Der energetische Wirkungsgrad eines solchen Einsatzes insgesamt liegt allgemein bei max. 35%. In Verbindung mit der Abwärmenutzung kann der Gesamtwirkungsgrad der konventionellen Biogasverwertung über die Verstromung auf bis zu 65 bis 75 % gesteigert werden. Diese einfache Betrachtung zeigt, dass, wenn keine sichere Abwärmenutzung vorhanden ist, die Wirtschaftlichkeit der Biogasverwertung mittels Verstromung schnell an Grenzen stößt.

5 Umweltschutz 2.1 Biogaserzeugung mit dem einstufigen mesophilen Verfahren Einstufige mesophile Nassvergärungsverfahren eignen sich vor allem für kleine landwirtschaftliche Betriebe, bei denen kontinuierlich Gülle von Rindern oder Schweinen anfällt. Bei diesem Verfahren können gleichzeitig geringe Mengen von 5-10% des zu behandelnden Substrates an Mist oder Silage mit verarbeitet werden. Je nach Anlagengröße können mehrere einstufige Fermentoren in Reihe oder parallel geschaltet werden. Die erzeugte Wärme wird im Fermentor und zur Beheizung von Gebäuden genutzt. Der erzeugte Strom wird zum Teil für den Betrieb der Anlage benötigt. Überschüssiger Strom wird in das Netz eingespeist. Das Verfahren kann mit dem BCM-Verfahren Kohlendioxid erzeugt werden. kombiniert und anstatt Strom Erdgas und Bioabfall Rückstand Fermentor Dünger Gülle Gasreinigung Gasspeicher Abwärme BHKW Elektroenergie Service-Fernw artung

6 Sila ge Ka toffelp ülpe Umweltschutz 2.2 Biogaserzeugung mit dem zweistufigen mesophilen Verfahren Zweistufige mesophile Nassvergärungsverfahren eignen sich vor allem für eine kombinierte Verarbeitung von Gülle und nativen Rohstoffen. Bei diesem Verfahren kann der Anteil an nativen Rohstoffen bis zu 50 % gesteigert werden. Je nach Anlagengröße können mehrere einstufige Fermentoren parallel geschaltet werden. Die erzeugte Wärme wird im Fermentor und zur Beheizung von Gebäuden genutzt. Der erzeugte Strom wird zum Teil für den Betrieb der Anlage benötigt. Überschüssiger Strom wird in das Netz eingespeist. Das Verfahren kann mit dem BCM-Verfahren Kohlendioxid erzeugt werden. kombiniert und anstatt Strom Erdgas und Bioabfall Rückstand Fermentor 1 Fermentor 2 Dünger Gülle Gasspeicher Gasreinigung Abwärme BHKW Elektroenergie Service-Fernwartung

7 Umweltschutz 2.3 Biogaserzeugung mit dem dreistufigen meso- bzw. thermophilen Verfahren Mit dem dreistufigen Verfahren kann durch Kombination des mesophilen und thermophilen Nassvergärungsverfahrens eine deutlich höhere Menge nativer Rohstoffen verarbeitet werden. Bei diesem Verfahren kann der Anteil an nativen Rohstoffen und Bioabfällen weiter bis auf 90 bis 100 % gesteigert werden. Je nach Anlagengröße können mehrere einstufige Fermentoren parallel geschaltet werden. Die erzeugte Wärme wird im Fermentor und zur Beheizung von Gebäuden genutzt. Der erzeugte Strom wird zum Teil für den Betrieb der Anlage benötigt. Überschüssiger Strom wird in das Netz eingespeist. Das Verfahren kann mit dem BCM-Verfahren Kohlendioxid erzeugt werden. kombiniert und anstatt Strom Erdgas und Fermentor 3 Grube 1 Fermentor 1 mesophil Fermentor 2 thermophil Grube 2 Pumpenverteiler Gasspeicher Grube 3 Gasreinigung BHKW Elektroenergie Service-Fernwartung

8 Umweltschutz 3. Biogasaufbereitung nach dem BCM-Verfahren Die Erzeugung von Biogas ist seit Anfang 1970 nach der Ölkrise erfolgreich eingesetzt worden. Mit den Gesetzgebungen in den Jahren 1990 und 2000 für Erneuerbare Energien haben sich in den letzten Jahren enorme Zuwachsraten für Biogasanlagen eingestellt. Der Bestand an Biogasanlagen in Deutschland hat sich im Vergleich von 1990 bis 2003 mehr als verzehnfacht. Die Hauptverwendung des erzeugten Biogases ist die Verstromung und Verwertung von Abwärme. Die höhere Veredelung des Biogases zur Einspeisung in das Erdgasnetz oder zur Verwendung als Treibstoff für Fahrzeuge bzw. der technischen Verwendung als Synthesegas wird bereits in Skandinavien erfolgreich in wenigen Anlagen praktiziert. In einigen Ländern, wie England oder den USA existieren für den Absatz von Biostrom Kontingentierungen. Wenn die ausgereichten Kontingente erreicht sind, erfolgt keine Abnahme und die Biogasanlage muss still gelegt werden. Aus /3/ lassen sich die pro m³ oder t realisierbaren Mengen an Biogas einfach abschätzen. Rindergülle 200 m³ Methan/ t ots 20 m³ Biogas/m³ Schweinegülle 300 m³ Methan/ t ots 30 m³ Biogas/m³ Hühnermist 250 m³ Methan/ t ots 40 m³ Biogas/m³ Klärschlamm 300 m³ Methan/ t ots 5 m³ Biogas/m³ Bioabfall 250 m³ Methan/ t ots 100 m³ Biogas/m³ Altfett 720 m³ Methan/ t ots 650 m³ Biogas/m³ Gasschnitt 480 m³ Methan/ t ots 125 m³ Biogas/m³ Hochleistungsfermentoren mit Gasspeicher Biogaszusammensetzung Komponente Formel Vol.% Methan CH Kohlendioxid CO Wasserdampf H 2 O 0-10 Stickstoff N Sauerstoff O Wasserstoff H Ammoniak NH Schwefelwasserstoff H 2 S 0-1 Demnach kann bei einer mittleren Biogasanlage zur Verwertung von 10 m³/h Rindergülle eine Biogasmenge von 200 m³/h erzeugt werden. Moderne Biogasanlagen sind so ausgeführt, dass im Fermentor gleichzeitig unterschiedliche Biomassen verwertet werden können. Das vergorene Substrat kann vorteilhaft als Dünger eingesetzt werden. Die gebräuchlichste Biogasverwertung ist derzeit die Verstromung. Hier muss jedoch aufgrund des relativ hohen CO 2 -Anteils im Biogas mit einem schlechteren energetischen Wirkungsgrad gearbeitet werden. Oft wirken auch die noch im Biogas enthaltenen Komponenten, wie Ammoniak und Schwefelwasserstoff noch zusätzlich störend auf die Verfügbarkeit. Ziel der Verfahrensentwicklung der Firma DGE GmbH ist es daher, die Wirtschaftlichkeit und Flexibilität der Biogasverwertung deutlich zu steigern. Dabei soll vor allem die stoffliche Verwertung der Biogasprodukte industriell ermöglicht werden.

9 Umweltschutz Im Sommer ist der Wärmebedarf allgemein gering oder nicht vorhanden, damit besteht oft ein Nachteil bei der Verstromung von Biogas. Untersuchungen von /4/ haben gezeigt, dass gegenwärtig die vorhandenen Verfahren zur Biogasaufbereitung bis zur Erdgasqualität zu teuer sind: Großvieheinheiten (GVE) Biogaserzeugung (cbm/h) kw Brennstoff Investition Kapitalkosten Personal W+R+Vers Jahreskosten Jahreserzeugung (MWh) Gasgestehungskosten (Biogas) ( /MWh) Erzeugungskosten (ct/kwh) 2,4 2,3 2,2 2,1 1,8 Wärmeeigenbedarf der Biogasanlage (kw) (MWh) Kosten und Wärmeeigenbedarf von landwirtschaftlichen Großbioanlagen Biogaserzeugung (cbm/h) Erzeugung (ct/kwh) 2,4 2,3 2,2 2,1 1,8 Umwandlung zu Erdgasqualität (ct/kwh) von 1,6 1,4 0,9 0,7 bis 3,5 2,7 2,5 2,2 wahrscheinlich 2,6 1,8 1,3 1,2 0,8 erforderlicher Erlös (ct/kwh) 5,0 4,1 3,5 3,3 2,6 Gestehungskosten von Biogas, das zur Erdgasqualität aufbereitet worden ist Mit den BCM-Verfahren der Firma DGE GmbH soll nun ein wirtschaftliches Verfahren vorgestellt werden, damit das erzeugte Biogas so aufbereitet wird, dass dieses als Synthesegas universell eingesetzt werden kann. Ein Einsatz des abgeschiedenen Kohlendioxids bis hin zur Lebensmittelqualität ist gegeben. Derzeit laufen die dafür erforderlichen Verfahrensentwicklungen.

10 Umweltschutz 3.1 Verfahrensbeschreibung der BCM-Verfahren Aufgrund der im Biogas enthaltenen wertvollen Rohstoffe, bietet sich auch die stoffliche Verwertung dieser Rohstoffe an, da deren Verwertung unabhängig von der Abwärmenutzung erfolgt. Die Reinigungsverfahren für Biogas zur Entfernung von NH 3, H 2 S und zur Entfeuchtung sind Stand der Technik, so dass deren Realisierung als Voraussetzung einer stofflichen Verwertung der im Biogas enthaltenen Hauptkomponenten CH 4 und CO 2 gegeben ist. Die Firma DGE GmbH hat nun für die unterschiedlichen Möglichkeiten der stofflichen Biogasverwertung die nachfolgenden drei unterschiedlichen Reinigungs- und Aufarbeitungstechniken entwickelt. Dazu wird auf nachfolgende Kurzbeschreibung verwiesen Biogasverwertungsverfahren BCM-0 Herstellung von Erdgas Mit dem Basisverfahren zur Herstellung von Erdgas wird das Biogas in Erdgas und Kohlendioxid getrennt. Die alleinige Anwendung dieses Verfahrens bringt nach der neuen EEG enorme Vorteile für jeden Betreiber einer Biogasanlage, in der das Biogas zur Verstromung eingesetzt wird Biogasverwertungsverfahren BCM-1 Herstellung von Soda und Erdgas Das aus dem Biogasspeicher austretende Biogas wird über je einen Wäscher von NH 3 und H 2 S gereinigt, bevor das so vorbehandelte Biogas einem Abgaswäscher zugeführt wird, in dem die Entfernung von CO 2 mit NaOH zur Herstellung von Na 2 CO 3 erfolgt. Anschließend wird das gereinigte Biogas als Erdgas mittels eines Verdichters auf den gewünschten Druck komprimiert. Dabei sind nach der ersten Verdichterstufe eine Gastrocknung sowie ein Polizeifilter angeordnet. Die erreichbare Erdgasqualität liegt bei 98 Vol.% CH 4 und 2 Vol.% CO Biogasverwertungsverfahren BCM-2 Druckkondensation zur Herstellung fraktionierter CO 2 /CH 4 -Gemische Das aus dem Biogasspeicher austretende Biogas wird über je einen Wäscher von NH 3 und H 2 S gereinigt, bevor das so vorbehandelte Biogas einer Gasverdichtung zugeführt wird. In der anschließenden Kondensationsstufe wird ein methanreiches Gas erzeugt, welches Erdgasqualität besitzt und ein mit Methan gesättigtes Kohlendioxid gewonnen. Dabei sind nach der ersten Verdichterstufe eine Gastrocknung sowie ein Polizeifilter angeordnet. Das gereinigte Biogas als Erdgas (Starkgas) kann in ein Netz eingespeist oder als Treibstoff verwendet werden. Das gewonnene flüssige Kohlendioxid (Schwachgas) kann nach Entspannung in einem BKW verstromt werden.

11 Umweltschutz Bei einer Kondensationstemperatur von -50 C ergibt sich folgende Verteilung von Methanol und Kohlendioxid pro 1 kmol/h Biogas Gasphase Flüssig Summe Starkgas Schwachgas Methan 0,385 0,275 0,66 Kohlendioxid 0,06 0,27 0,33 Die getrennte Verwertung beider Gasfraktionen zur Erzeugung von Produkten wie Methanol, Wasserstoff oder anderen Kohlenwasserstoffen über die Fischer Tropsch Synthese ist gegeben. So können so z. B. aus 100 m³/h Biogas bis zu 70 l/h an Methanol erzeugt werden Biogasverwertungsverfahren BCM-3 Druckwäsche zur Herstellung von Kohlendioxid und Erdgas Das aus dem Biogasspeicher austretende Biogas wird über je einen Wäscher von NH 3 und H 2 S gereinigt, bevor das so vorbehandelte Biogas einer Gasverdichtung zugeführt wird. Je nach verwendetem Waschmedium wird die Druckgaswäsche nach der ersten oder zweiten Verdichterstufe angeordnet. In der Druckgaswäsche wird das Biogas vom CO 2 bis auf unter 1 Vol.% gereinigt und kann damit in das Erdgasnetz eingespeist werden. Die dafür erforderliche Verdichterstufe sowie eine ggf. erforderliche Entfeuchtung muss den bestehenden Bedingungen angepasst werden. Das aus der Waschlösung entfernte Kohlendioxid besitzt eine hohe Reinheit und kann nach einer weiteren Verdichtung verflüssigt werden. Die erreichbare Erdgasqualität liegt bei über 99 Vol.% CH 4 und unter 1 Vol.% CO 2. Technisch ist es möglich den CO 2 -Anteil auf unter 10 ppm zu begrenzen. Das erzeugte Kohlendioxid kann problemlos zur Lebensmittelqualität aufbereitet werden. Für die Verwendung des technisch reinen Kohlendioxids gibt es jedoch ausreichend Einsatzmöglichkeiten angefangen vom Trockeneis über den Einsatz als für Feuerlöscher bis hin zur Materialprüfung und Kältemittel Biogasverwertungsverfahren BCM-4 Druckwechseladsorption zur Herstellung von Kohledioxid und Erdgas Das vorgereinigte Biogas wird mittels Verdichter auf den gewünschten Erdgasdruck von 12 bis 20 bar verdichtet und anschließend einer Druckwechseladsorption zugeführt. Der Druckwechseladsorption ist eine Wasserentfeuchtung mit Silikagel vorgeschaltet. Die Druckwechseladsorption besteht aus 4 Adsorbern, wovon immer 2 auf Adsorption, 1 Adsorber auf Entspannung und Gasrückführung und 1 Adsorber auf CO 2 -Abtrennung geschaltet sind. Damit wird sichergestellt, dass die Druckwechseladsorption ein immer gleichbleibendes Produkt von CH 4 und CO 2 erzeugt. Für die Adsorption werden spezielle Molekularsiebe verwendet.

12 Umweltschutz 3.2 Verfahrenbewertung der BCM-Verfahren Verfahren BCM-0 Mit diesem Grundverfahren wird Biogas zuverlässig zu Erdgas und CO 2 aufgearbeitet und getrennt. Es wird keine stoffliche Verwertung von CO 2 vorgenommen. Das erzeugte Erdgas wird zur Verstromung mit einem deutlich höheren Wirkungsgrad eingesetzt. Die Wirtschaftlichkeit dieses Verfahrens ist schon bei Biogasanlagen von 100 Nm³/h oder darunter gegeben Verfahren BCM-1 Die Biogasreinigung bis zur Erdgasqualität wird sicher beherrscht. Das Verfahren zur Herstellung von Sodalösung aus konzentriertem CO 2 -Abgas ist Stand der Technik und wird so z.b. bei der Firma Bayer betrieben. Rentabel wird diese Verfahrensweise erst ab einer Biogasmenge von 300 Nm³/h. Die Rentabilität ist stark vom erzielbaren Preis für den Verkauf des Sodas abhängig. Einsatzfälle für die produzierten Sodamengen gibt es genügend, wie z.b. in der Glasindustrie. Da bei diesem Verfahren zusätzliches Personal notwendig ist, wurde dieses mit 2 Arbeitskräften pro Schicht, d.h. 6 Arbeitskräfte pro Tag angesetzt. Die Lohnkosten müssen den Gegebenheiten angepasst werden. Wenn der Sodaabsatz langfristig zu guten Preisen gesichert ist, ist dies sicher eine interessante Alternative. Bei der Bewertung wurde weiter für die Verstromung ein Zuschlag von 0,02 /KWh aus Erdgas berücksichtig Verfahren BCM-2 Die Biogasreinigung bis zur Erdgasqualität ist mit der Einschränkung mit dem relativ hohen CO 2 - Gehalt nach der Kondensation zu betrachten. Wenn es gelingt für die Biogasreinigung ebenfalls einen Zuschlag von 0,02 /kwh zu erreichen, kann dieses Verfahren interessant sein. Wird jedoch das gewonnene Starkgas anstatt zur Verstromung zur Herstellung von Methanol verwendet, dann ist mit diesem Verfahren auch bei Kleinanlagen schnell eine Rentabilität gegeben. Mit der Druckkondensation lassen sich für die spätere stoffliche Verwendung in der Fischer Tropsch Synthese angepasste Fraktionen herstellen Verfahren BCM-3 Die Biogasreinigung mit Druckwäsche und Rückgewinnung von Kohlendioxid ist bereits ab einer Anlagengröße von 200 Nm³/h an Biogas rentabel. Wird das erzeugte Erdgas anstatt der Verstromung nun auch zur Methanolherstellung verwendet, so ist eine Rentabilität bereits schon bei Biogasmengen ab 200 Nm³/h gegeben. Unter Berücksichtigung der Investkosten für die Methanolanlage ergibt sich hier sicher eine maximale Rücklaufzeit von derzeit noch über 5 Jahren. Da für Methanol ein großer Markt besteht, ist hier der Absatz auch langfristig gesichert.

13 Umweltschutz Verfahren BCM-4 Die Biogasreinigung mit der Druckwechseladsorption ist auch bei kleinen Anlagen mit Biogasmengen von 100 m³/h wirtschaftlich realisierbar. Erdgas und Kohlendioxid besitzen eine hohe Reinheit. Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass gegenüber der Druckwäsche keine chemischen Zusatzstoffe verwendet werden müssen Zusammenfassung Die vorgestellten vier unterschiedlichen Verfahren zur Biogasreinigung können je nach Anwendungsfall realisiert werden. Die gegenwärtig technisch einfachste Lösung ist sicher das Verfahren BCM 0. Die höchste Effektivität lässt sich jedoch in Verbindung mit der Errichtung einer Anlage zur Kohlendioxidrückgewinnung oder Sodaherstellung nach den Verfahren BCM-1 und BCM-3 erreichen. Das Verfahren BCM-4 ist vor allem zur direkten Erdgaseinspeisung vorteilhaft, da hier der notwendige Erdgasvordruck für die Einspeisung anliegt. Die Methanolherstellung sollte in wenigen Jahren, wenn die Erdgaspreise steigen interessant sein.

14 Umweltschutz Quellen: /1/ Biogasgewinnung und nutzung Institut für Energetik und Umwelt GmbH Torgauer Straß Leipzig /2/ Schweizer Zentrum für Ökoinventare 20.Diskussionsforum Ökobilanzen 19. September 2003 ETH Zürich /3/ FH Bochum Solar Netz, Dezember 2001 /4/ Bremer Energie Institut Untersuchung zur Aufbereitung von Biogas zur Erweiterung von Nutzungsmöglichkeiten Juni 2003 Anhang 1-1 Schema Verfahren BCM Schema Verfahren BCM Schema Verfahren BCM Schema Verfahren BCM Schema Verfahren BCM Diagramm Verfahren zur Biogasreinigung - auf Erdgas mit stofflicher Nutzung 2-2 Diagramm Verfahren zur Biogasreinigung - Rentabilitätsberechnung der Verfahren 2-3 Diagramm Verfahren zur Biogasreinigung - ermittelte Amortisation der Verfahren 3 Bericht des AK Gaseinspeisung 4 Warum Biogas? 5 Fragebogen

15 NH3-Wäsche H2S-Wäsche Biogas Absorbe r Polizeifilter Erdgas CH4 > 98 Vol.% CO2 < 1 Vol.% Kohlendioxid CO2 > 99,5 Vol.% H2SO4 Na2CO3 Stripper H2O2 Dünger Dam pf Biogasverfahren BCM 0 Grundvariante für Erdgasqualität Anhang 1-1

16 NH3-Wäsche H2S-Wäsche CO2-Wäsche Biogas Entfe uchtung Polize ifilte r Erdgas Ve rdichte r 1.Stufe Ve rdichte r 2.Stufe H2SO4 Na2CO3 H2O2 NaOH 50 % Dünger Zentrifuge Soda Biogasreinigungsverfahren BCM 1 mit Sodaprodukttion Biogasverfahren BCM 1 mit Sodaproduktion Anhang 1-2

17 NH3-Wäsche H2S-Wäsche Biogas Entfe uchtung Polize ifilte r Ve rdichte r 1.Stufe Ve rdichte r 2.Stufe Ve rdichte r 3.Stufe Erdgas H2SO4 Na2CO3 Konde nsator H2O2 Dünger Starkgas CH4 78 Vol.% CO2 19 Vol.% Schw achgas CH4 43 Vol.% CO2 57 Vol.% Biogasreinigungsverfahren BCM 2 mit Druckkondensation Biogasverfahren BCM 2 mit Druckkondensation Anhang 1-3

18 NH3-Wäsche H2S-Wäsche Biogas Absorbe r Polize ifilte r Ve rdichte r 1.Stufe Ve rdichte r 2.Stufe Ve rdichte r 3.Stufe Erdgas CH4 > 98 Vol.% CO2 < 1 Vol.% H2SO4 Na2CO3 Ve rdichte r 2.Stufe Ve rdichte r 3.Stufe Strippe r H2O2 Dünger Dampf Konde nsator Biogasreinigungsverfahren BCM 3 mit Herstellung von Kohlendioxid und Erdgas Biogasverfahren BCM 3 mit Herstellung von Kohlendioxid und Erdgas Kohlendioxid CO2 > 99,5 Vol.% Anhang 1-4

19 NH3-Wäsche H2S-Wäsche Biogas Verdichter 1.Stufe Verdichter 2.Stufe Er dgas CH4 > 98 Vol.% CO2 < 1 Vol.% H2SO4 Na2CO3 Entfe uchtung Silicagel H2O2 Dünger Druckwechseladsorption Biogasverfahren BCM 4 mit Herstellung von Kohlendioxid und Erdgas Kohlendioxid CO2 > 99,5 Vol.% Anhang 1-5

20 DGE-Projekt: Biogasreinigung Ausgabe 01: DGE-Verfahren zur Biogasreinigung auf Erdgas mit stofflicher Nutzung Investition Biogasmenge Nm³/h BCM-0 BCM-2 BCM-4 BCM-1 BCM-3 Anhang 2-1

21 DGE-Projekt: Biogasreinigung Ausgabe 01: DGE-Verfahren zur Biogasreinigung Rentabilitätsberechnung der Verfahren 600 Gewinn/Verlust pro Jahr in Biogasmenge Nm³/h BCM-0 BCM-2 BCM-4 BCM-1 BCM-3 ohne CO 2 -Emissionshandel Anhang 2-2

22 DGE-Projekt: Biogasreinigung Ausgabe 01: DGE-Verfahren zur Biogasreinigung ermittelte Amortisation der Verfahren Rücklaufzeit in Jahre Biogasmenge Nm³/h BCM-0 BCM-2 BCM-4 BCM-1 BCM-3 ohne CO 2 -Emissionshandel Anhang 2-3

23

24 Anhang 4 Warum Biogas? Niemand kann genau sagen wie groß die Vorräte fossiler Energieträger wirklich sind und niemand kann voraussagen wie sich der Verbrauch entwickeln wird. Schließlich liegt es an uns selbst, viel oder wenig Energie zu verbrauchen. Es zeichnet sich allerdings ab, dass der Verbrauch weltweit eher steigen als sinken wird. Besonders Asien und Südamerika industrialisieren sich zunehmend. Die statische Reichweite der bekannten Vorräte lässt sich recht gut abschätzen. Man muss bei gegenwärtigem Verbrauch mit einem Ende von Erdöl und Erdgas in Jahren rechnen. Selbst wenn es noch Reserven für 10 weitere Jahre gibt, ändert dies nichts an der dadurch entstehenden Problemstellung. Bei weiterhin schnell steigendem Verbrauch könnten die Vorräte eher noch früher erschöpft sein. Eine Verknappung von Rohöl wird schon weit vor dem tatsächlichen Ende eintreten. Es wird immer schwieriger und immer teurer werden Öl zu fördern. Dies wird zu erheblichen Preissteigerungen und unter Umständen sogar zu Verteilungskämpfen führen. Berücksichtigt man die großen Zeiträume, die es braucht, um die Struktur der Energieversorgung zu ändern, so ist es höchste Zeit sich Alternativen zu überlegen. Grafik der statischen Reichweiten von Öl, Gas und Kohle (1994) Quelle:

25 Fragebogen für Kunden in der Landwirtschaft und Industrie zur Konzeption einer Biogasanlage Checkliste bitte zurück an: DGE GmbH Hufelandstr Wittenberg Fax: Anschrift Firma: Ansprechpartner: Straße: PLZ, Ort: Telefon, Fax: 2. Energiesituation 2.1 Strombedarf Eigenstrombedarf Stromkosten Art der Abrechnung (96-Std.-Zähler, Hoch-/Niedertarif) Name des Energieversorgers vorhandener Stromanschluss (Mittel-, Niederspannung, etc.) Entfernung zum nächsten Transformator und Trafoleistung 2.2 Wärmebedarf Sollen eigene Gebäude an Biogas-Wärme angeschlossen werden? m kw pro Jahr EUR pro Jahr kw ja Anzahl Wohnhäuser Stallung Betriebsgebäude Bisherige Brennstoffart Wärmebedarf im Sommer (Apr.-Sept.) Wärmebedarf im Winter (Okt.-März) ca. Kosten pro Jahr Sie können Ihren Verbrauch vorzugsweise in kwh oder auch in Litern Heizöl bzw. in Kubikmetern Erdgas angeben. nein Gibt es mögliche Wärmeabnehmer in Ihrer Umgebung? z.b. Gärtnereien, Trocknungswerke, Schulen, Krankenhäuser, vorhandenes Fernwärmenetz, etc. EUR EUR Art des Wärmeabnehmers Wärmebedarf im Sommer (Apr.-Sept.) Wärmebedarf im Winter (Okt.-März) Entfernung m m Anhang 5

26 2.3 Erdgasbedarf Eigenerdgasbedarf Erdgaskosten Art der Abrechnung Name des Energieversorgers kw pro Jahr EUR pro Jahr Gibt es mögliche Erdgasabnehmer in Ihrer Umgebung? z.b. Industriebetriebe, etc. Art des Wärmeabnehmers Wärmebedarf im Sommer (Apr.-Sept.) Wärmebedarf im Winter (Okt.-März) Entfernung m m 2.4 Erdgasbedarf für Fahrzeuge Eigenerdgasbedarf Erdgaskosten kw pro Jahr EUR pro Jahr 2.5 Kohlendioxidbedarf Kohlendioxidbedarf Kosten Kohlendioxid kw pro Jahr EUR pro Jahr 3. Viehbestand Tierart (bitte möglichst genau) Jungvieh Stück/ Plätze Großvieheinheit Aufstellungsart Güllemenge p.a. Bei Freilandhaltung bitte die Anzahl der Tage der Aufstellungsart angeben Stroheinstreu: ja Hektar/Jahr Doppelzentner/Jahr nein 4. Kofermentation Besteht die Aussicht auf Kofermentation zusätzlicher Abfälle: z.b. Grünschnitt, Gemüse-, Schlachthof- oder Molkereiabfälle, Speisereste, Öle, Fette, etc.? ja (bitte nachstehende Tabelle ausfüllen) Abfallart Zeitraum Jahresmenge nein Herkunft Preis/t frei Hof Anhang 5

27 5. Sonstige ergänzende Angaben Anschluss an Kanalisation besteht ist geplant keines von beidem bestehende Güllelagerkapazitäten m³ landwirtschaftlich genutzte Fläche gesamt davon Pacht ha ha Wieviel ha Stilllegungsfläche stehen derzeit zur Verfügung? ha Wieviel ha stünden für den Anbau nachwachsender Rohrstoffe zur Verfügung (freiwillige Stilllegung) ha eine Vollfinanzierung der Anlage interessiert mich ja nein Anhang 5

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