Erfahrungen mit der Konzeption und dem Betrieb einer Grüngut- Vergärungsanlage im Verbund mit der Kompostierung und der energetischen Nutzung von Holz

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1 Deutsches Biomasse Forschungszentrum Energetische Nutzung von Landschaftspflegematerial Erfahrungen mit der Konzeption und dem Betrieb einer Grüngut- Vergärungsanlage im Verbund mit der Kompostierung und der energetischen Nutzung von Holz Franz Werner Dietz SIUS GmbH, Völklingen Saar Prokurist, Leiter Engineering weitere Ansprechpartner Wilhelm Kühn SIUS GmbH, Völklingen Saar Geschäftsführer Michael Buchheit BBG Donau-Wald mbh Technischer Geschäftsführer

2 SIUS GmbH: Werke und Beteiligungsgesellschaften Hauptsitz Betrieb direkt oder in Beteiligungsgesellschaften Kompostierungs und Vergärungsanlagen Belgien Holland Beteiligungs - gesellschaften - Engineering alle Leistungsschritte bis zur Abnahme Polen von Kompostierungsanlagen Vergärungsanlagen Holland Nordrhein - Westfalen Hessen Hessen Brandenburg - Sachsen - Sachsen-Anhalt Anhalt burg Sachsen Sachsen Thüringen Thüringen Mechanisch-biologische Restabfallbehandlungsanlagen Belgien Rheinland - Pfalz Frankreich ca t/a Bioabfall ca t/a Grünschnitt Saarland Frankreich Schweiz Baden - Wuerttemberg Bayern Österreich Österreich

3 Biokompost-Betriebsgesellschaft Donau Wald mbh Projekt: Partner: Aufgaben: Public-Private-Partnership für eine gemeinsame Betriebsgesellschaft Abfallwirtschaftsgesellschaft Donau-Wald mbh und SIUS GmbH Verwertung aller im Verbandsgebiet anfallenden Bio- und Grüngutabfälle Eigenverantwortliche Betriebsführung von: Bioabfallverwertungsanlage Passau Bioabfallkompostwerk Regen (ca t/a) (ca t/a) 7 Grüngutkompostierungsanlagen u. 11 Grüngutannahmestellen (ca t/a) 1 Grüngut-NawaRo Vergärungsanlage (ca t/a) Vermarktung des erzeugten Kompostes (ca t/a) Vermarktung des erzeugten Flüssigdüngers (ca t/a)

4 Public-Private-Partnership BBG Lkr. Deggendorf Lkr. Freyung- Grafenau Lkr. Passau Lkr. Regen Stadt Passau ZAW Donau-Wald Einwohner gesamt ca Haushalte gesamt ca Einzugsgebiet ca km² Städte, Gemeinden 114 AWG Donau-Wald mbh SIUS GmbH 51 % 49 % BBG Donau-Wald mbh Gründungsjahr

5 Standorte der BBG Donau-Wald mbh Kompostieranlage Grüngutannahmestelle Kompostwerk / Vergärungsanlage

6 BAVA Passau

7 Kompostwerk Regen

8 Grüngutkompostierungsanlagen

9 Grüngutvergärungsanlage Regen

10 BBG Konzept Das besondere Konzept der SIUS/BBG besteht darin, dass man aus den vorhandenen biologischen Abfällen (Grüngut und Bioabfall) regenerative Energie (thermisch und elektrisch) gewinnt. Trotzdem werden die hervorragenden düngenden Eigenschaften der Komposte beibehalten. Wir kombinieren die energetische mit der stofflichen Nutzung. nur Verbrennung bedeutet: keine stoffliche Verwertung (Endprodukt Asche) nur Kompostierung bedeutet: keine energetische Verwertung (Endprodukt Kompost) Bei unserem Konzept!!!!! Kein Gegensatz!!!!! Energieerzeugung stoffliche Verwertung

11 Grundlagen der Vergärung

12 Grundlagen der Kompogas-Pfropfenstrom-Trockenfermentation Zur Vergärung von Bioabfällen und/oder Grünschnitt kommen im Wesentlichen Feststoffvergärungsverfahren bzw. Trockenfermentationsverfahren! (TS %) zum Einsatz TS 30% Pfropfen Hydrolyse Säurebildung Methan ots ana = 0% TS = % Quelle: Kompogas Vergärung oder Fermentation ist die Umsetzung von biologischen Materialien mit Hilfe von Bakterien-, Pilz- oder Zellkulturen unter Ausschluss von Luft. Es sind dieselben Bakterien, die zum Beispiel im Pansen von Wiederkäuern oder in Sümpfen vorkommen.

13 Grundlagen der Kompogas-Pfropfenstrom-Trockenfermentation Verweilzeit Eintrag Austrag Durchlaufzeit Impfung Quelle: Kompogas

14 Trockenfermentation - Pfropfenstrom Strom Wärme Input - Substrat Input TS > 30 % Fermenter Thermophiler Prozess ca. 55 C Biogas BHKW M M Output TS ca % Mischer Impfmaterial Anmaischwasser P P Trenn- Aggregat M Gärrest - fest Gärrest - flüssig

15 Bioenergie aus der Landschaftspflege Projekt: Grüngutvergärungsanlage Regen GVA Regen Grüngutvergärung und Kompostierung von Biomasse aus der Landschaftspflege Neue Wege in der Grüngutverwertung Optimierte Grüngutverwertung gemeinsam mit NawaRo am Beispiel Regen.

16 Erneuerbare Energien Gesetz (EEG) von 2009 Grundvergütung Stand 2009: bis 150 KW = 11,67 ct/kwh bis 500 KW = 9,18 ct/kwh bis 5 MW = 8,25 ct/kwh Technologiebonus = 2 ct/kwh Bonus für innovative Techniken KWK-Bonus = 3 ct/kwh Bonus für hochwertige Wärmenutzung Emissionsminderungsbonus = 1 ct/kwh Bonus bei Unterschreitung der TA-Luft Grenzwerte Formaldehyd im Abgasstrom < 40 mg/m³ NawaRo-Bonus = 7 ct/kwh Bonus für Einsatz von NawaRo kommunale Grüngutabfälle gelten als NawaRo Landschaftspflegebonus = 2 ct/kwh wenn überwiegend Material aus der Landschaftspflege eingesetzt wird. kommunale Grünabfälle gelten als Landschaftspflegematerial

17 Ausgangssituation Gesamtanliefermenge Grüngut m³ Mg/a m³ Mg/a Auslastungsgrenze Mg/a m³ Mg/a m³/a Mg/a m³ Mg/a m³ Mg/a 0 m³ Mg/a

18 Ausgangssituation Jährlich steigende Grüngut-Mengen führten zur Überlastung der Kompostieranlagen Überlastung des mobilen Maschinenparks Die möglichen Optimierungsmaßnahmen wurden bereits vollständig ausgeschöpft: Verkürzung der Rottezeit von 10 auf 4 Monate Erhöhung der zulässigen Mietenhöhe von 2,5 auf 3,5 m landwirtschaftliche Verwertung von Frischkompost

19 Konzept Grüngutverwertung Um der Überlastung der Grüngutkompostierungsanlagen und des mobilen Maschinenparks entgegen zu treten, wurde von uns folgendes realisiert: Das Grüngut wird wie bisher auf den Grüngutkompostierungsanlagen und -annahmestellen angeliefert. Dort wird das Material gehäckselt und direkt gesiebt. Bei der Siebung erhalten wir 3 Fraktionen < 15 mm, sandige Fraktion > 15 mm und < 60 mm und krautig, grasige Fraktion > 60 mm hergestellt. holzige Fraktion, Biomassebrennstoff Ziel des Konzeptes war es die wirtschaftlichste Lösung unter gleichzeitiger Verbesserung der Ökologie zu gewährleisten!

20 Konzept-Verfahrensfließbild Grobaufbereitung Grüngutkompostierungsanlagen und annahmestellen (mobiler Schredder und Siebanlage) Holzige Bestandteile NawaRo Grüngut Zerkleinerung Klassierung Anlieferung < 60 mm Vergärung Notfackel BHKW Biogas Zwischenbunker Beschickungsdosierer Fermenter Landwirtschaftliche Verwertung Strom Speicherbecken Wärme Presswasser Entwässerung Verladung Rotte Grüngutkompostierungsanlagen Rotteverlust Nachrotte Feinaufbereitung Biomasseheizkraftwerk Siebreste Klassierung Fertigkompost zur Vermarktung

21 Konzept Grüngutverwertung I. Anpassung der Arbeitsmaschinen und Transportkapazitäten des mobilen Maschinenparks II. Herstellung von ca Mg/a Biomassebrennstoff aus Grüngut III. Errichtung neuer Behandlungskapazitäten für Mg/a aufbereitetes Grüngut

22 Konzept Grüngutverwertung I. Anpassung der Arbeitsmaschinen und Transportkapazitäten des mobilen Maschinenparks II. Herstellung von ca Mg/a Biomassebrennstoff aus Grüngut III. Errichtung neuer Behandlungskapazitäten für Mg/a aufbereitetes Grüngut

23 Konzept Grüngutverwertung Anpassung der Arbeitsmaschinen und Transportkapazitäten des mobilen Maschinenparks zu I. Anpassung der Arbeitsmaschinen und Transportkapazitäten des mobilen Maschinenparks

24 Konzept Grüngutverwertung I. Anpassung der Arbeitsmaschinen und Transportkapazitäten des mobilen Maschinenparks II. Herstellung von ca Mg/a Biomassebrennstoff aus Grüngut III. Errichtung neuer Behandlungskapazitäten für Mg/a aufbereitetes Grüngut

25 Konzept Grüngutverwertung Herstellung von ca Mg/a Biomassebrennstoff aus Grüngut zu II. Herstellung von ca Mg/a Biomassebrennstoff aus Grüngut Seit einigen Jahren wird in der Branche bereits erfolgreich eine heizwertreiche, holzige Fraktion für die Biomasseverbrennung aus dem Grüngut abgetrennt. Versuche das ganze Grüngut zu verbrennen, sind an dem hohen Chlorgehalt der Blätter, dem schlecht verbrennenden frischen Gras und insbesondere an dem hohen Sandanteil, der als Asche (bis zu 20%) bei der Verbrennung anfällt, gescheitert. Auch die BBG testet bereits seit Jahren erfolgreich die Ausschleusung einer heizwertreichen Fraktion. Auf der Grundlage dieser Tests kann man festhalten, dass die BBG ca Mg/a an holzigem Material die Biomasseverbrennung gewinnen kann. Das holzige Material wird von einem Spezialisten weiterverarbeitet. Dabei erzielt die BBG für das Material Erlöse, die für die erhöhten Maschineneinsätze verwendet werden.

26 Konzept Grüngutverwertung Herstellung von ca Mg/a Biomassebrennstoff aus Grüngut

27 Konzept Grüngutverwertung I. Anpassung der Arbeitsmaschinen und Transportkapazitäten des mobilen Maschinenparks II. Herstellung von ca Mg/a Biomassebrennstoff aus Grüngut III. Errichtung neuer Behandlungskapazitäten für Mg/a aufbereitetes Grüngut

28 Baustelle: Spatenstich Errichtung neuer Behandlungskapazitäten für Mg/a aufbereitetes Grüngut

29 Baustelle Errichtung neuer Behandlungskapazitäten für Mg/a aufbereitetes Grüngut

30 Baustelle Errichtung neuer Behandlungskapazitäten für Mg/a aufbereitetes Grüngut

31 Baustelle Errichtung neuer Behandlungskapazitäten für Mg/a aufbereitetes Grüngut

32 Investitionskosten Errichtung neuer Behandlungskapazitäten für Mg/a aufbereitetes Grüngut Mio. Bauteil 2.35 Masch. u. Elektrotechn. Ausstattung 0.87 BHKW 0.51 Engineering 1.0 Sonstige Kosten 0.2 Gesamtsumme 4.93

33 Realisierung Grüngutvergärung Regen Errichtung neuer Behandlungskapazitäten für Mg/a aufbereitetes Grüngut politische Genehmigung Genehmigung /Ausschreibung / Vergabe Jan. Mai 2007 Spatenstich Rohbaufertigstellung Oktober 2007 Kaltinbetriebnahme November 2007 Warminbetriebnahme erste Stromeinspeisung Mai 2007 August 2007 Dezember 2007

34 Realisierung Grüngutvergärung Regen Errichtung neuer Behandlungskapazitäten für Mg/a aufbereitetes Grüngut Standort Regen Einstufige thermophile Trockenvergärung mit statisch dynamischer Nachrotte Durchsatz: Mg/a Energie el MWh/a Betreiber: BBG Planer: SIUS Betriebsgesellschaft: BBG (51%AWG 49 % SIUS) Betriebssupport : SIUS Für die Verarbeitung von t/a aufbereitetem Grünschnitt Plus t/a NawaRo s

35 Verarbeitungsmengen Regen Grüngutvergärungsanlage Regen Mg Grüngut-Einsatz kumuliert Grüngut Sollmenge

36 Verarbeitungsmengen Regen Grüngutvergärungsanlage Regen NaWaRo - Grüngut kumuliert Grüngut Grassilage Maissilage Körnermais Körnerfrucht Sollmenge

37 Wärmemengen 2010 GVA Regen KWh Wärmemengen Mengen 2009

38 Stromerlöse 2010 GVA Regen , , , , , , , , , ,00 0,00 Euro Stromerlöse kum. Sollmengen Erlöse erstattet Stromerlöse 2009

39 Konzept Grüngutverwertung vorher nur Kompostierung von ca Mg/a nacher Mengenaufteilung Verarbeitung Verbrennung / Vergärung / Kompostierung von ca Mg/a Kompostierung Mg/a 57% Vergärung Mg/a 25% Verbrennung Mg/a 18% Kompostierung Vergärung Verbrennung

40 Konzept-Kennzahlen: Wir gewinnen mit unserem Konzept aus t/a Grüngut: einen Brennstoff (ca t/a) mit einem Heizwert H u von ca. 12 MJ/Kg ca. 500 bis 600 KW elektrische Energie ca. 400 bis 500 KW Wärme für ein Nahwärmenetz (kleines Dorf und Gewerbe) und ersetzen damit Heizöl, Erdgas und Strom ca t/a hochwertigen gütegesicherten Kompost ca m³/a hochwertigen Flüssigdünger Wir binden die regionale Landwirtschaft mit der Lieferung von NawaRo (Gras- und Maissilage) und der Verwertung des Flüssigdüngers sinnvoll in unser Projekt ein

41 Kompostierung

42 Kompostierung: Vermarktungsmengen cbm Bio-Frischkompost Bio-Fertigkompost Häcksel gut G-Frischkompost G-Fertigkompost Sackware Kompost Sackware Blumenerde Sackware Rindenmulch Kräuter-u.Gartenerde Erdensubstrat lose Graberde Sackware 45 Rindenmulch lose Rasenfit Premiumkompost Pflanzerde Sackware Rasenfit Graberde Sackware 20 l Sackware Blumenerde 20 l

43 Kompostierung: Vermarktungserlöse Euro Bio-Frischkompost Bio-Fertigkompost Grün-Gär/Frischkompost Grün-Fertigkompost Kompost Sackware Blumenerde Sackware Rindenmulch Sackware Kräuter-uGartenerde Erdensubstrat lose Graberde 45 L Rindenmulch lose Rasenfit Düngemulch Premiumkompost Pflanzerde Sackware Rasenfit Graberde 20 L Sackware Blumenerde 20 l

44 Bundesweite Studie Ökologischer und ökonomischer Vergleich der stofflichen und energetischen Nutzung von Grünabfällen Autoren: Gottschall, Kranert, Hafner, Bruns, Schiere, Seibel energetische und stoffliche Verwertung (mit Torfersatz) sind gleichwertig durch eine Kombination der Verwertungssysteme inkl. einer Erhöhung der Erfassungsquote können bundesweit bis 2,2-2,6 Mio. Mg/a CO 2 eingespart werden.

45 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit