Klimapositive Biomasseverwertung im PYREG-Verfahren

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1 Klimapositive Biomasseverwertung im PYREG-Verfahren

2 2. Kreislaufwirtschaftskonferenz RLP, Verfahrensentwicklung - PYREG GmbH+FH Bingen 2009 PYREG GmbH 2005 PYREG process 2003 Biomass-Stirling cogeneration 1999 Wood gasifier

3 2. Kreislaufwirtschaftskonferenz RLP, Klärschlammverwertung Deutschland aktuell Deutschland Thermische Entsorgung Landwirtschaft/Landschaftsbau Sonstige stoffl. Verwertung 52,5 % 44,7 % 2,8 % Rheinland-Pfalz Thermische Entsorgung Landwirtschaft/Landschaftsbau Sonstige stoffl. Verwertung 26,0 % 70,9 % 3,1 % 80 % der Kläranlagen EW [Siekmann 2009]

4 2. Kreislaufwirtschaftskonferenz RLP, Thermische Behandlung: Mono- oder Mitverbrennung Beurteilung der Mitverbrennung aus Sicht der Betreiber X hohe Transportkosten Abhängigkeit von Energiekonzernen oder Zementwerken finanzielles Risiko keine lokalen Stoffstromkonzepte und Wertschöpfung möglich Phosphor und andere Wertstoffe als endlicher Rohstoffe verloren Lösungsansatz: dezentrale thermische Behandlung Anforderungen Einsatz auch bei kleineren Kläranlagen (ab ca EW) Einhaltung der Umweltauflagen nach 17. BImSchV Sicherstellung der Hygienisierung Energieautarkie Einbindung in die Verfahrenskette der Abwasser- und Schlammbehandlung hohe Wirtschaftlichkeit Nutzung der Klärschlammasche als Phosphorquelle Klärschlamm als Energieträger und Düngemittel [Siekmann 2009]

5 2. Kreislaufwirtschaftskonferenz RLP, Thermische/stoffliche Biomasseverwertung Anpassung der Leistungsgröße der Anlage an die Verfügbarkeit und geringe Energiedichte von Biomasse um Transporte zu vermeiden. Einbindung in lokale und dezentrale Stoff- und Energiekreisläufe. Geringstmögliche Emission von Schadstoffen und klimaschädlichen Gasen. Hygienisierung der Biomassen Geringer Eigenenergieverbrauch. Nutzung von Biomassen, die nicht mit der Nahrungsmittelproduktion in Konkurrenz stehen (Abfälle, Reststoffe, Nebenerzeugnisse).

6 Lösungsansatz 2. Kreislaufwirtschaftskonferenz RLP, Mineralisierung des Brennstoffes im selbstreinigenden Doppelschneckenreaktor unterhalb der Ascheerweichungstemperatur (800 C). Reduktion brennstoffbedingter NO x -Emissionen durch Nutzung der Redoxreaktionen in reduzierender Atmosphäre nahe λ=1 (LEA, Reburning). Verbrennungsluftstufung mit Oberluft zur Nachverbrennung von CO (OFA). Verhinderung thermischer NO x -Bildung durch Betrieb der Brennkammer im FLOX -Verfahren (FLOX = Flammlose Oxidation) mit interner Rauchgasrückführung (FGR).

7 2. Kreislaufwirtschaftskonferenz RLP, Alternative: PYREG-Verfahren

8 FLOX- Verbrennung 2. Kreislaufwirtschaftskonferenz RLP, Vorteile: Geringstmögliche Abgasemissionen durch hohe Turbulenz im idealen Temperaturbereich

9 2. Kreislaufwirtschaftskonferenz RLP, ,5 MW PYREG-Anlage, Einwohnerwerte

10 Verfahrensgrenzen 2. Kreislaufwirtschaftskonferenz RLP, Heizwert >10 MJ/kg, Wassergehalt <50% (Feuchte <100%), Partikel <30 mm z.b.: Grünschnitt, Schlachtabfälle, Papierfaserschlamm, Rinde, Holz, Nadeln, Laub, Biotonne, Getreideabfälle, Stroh, Rapspresskuchen, Rübenschnitzel, Traubentrester, Olivenkerne, Nussschalen, Klärschlamm, Gärreste, Rechengut, Kaffeepulver, Kompost, Biertreber, Miscanthus, Silphium, Maissilage, Reststoff aus pflanzl. Biomasse Reststoff aus Klärschlamm

11 Reststoffanalyse 2. Kreislaufwirtschaftskonferenz RLP, Polychlorierte Biphenyle (PCB) <0,01 mg/kg (TS) - Halogenierte Kohlenwasserstoffe (LHKW) <0,01 mg/kg (TS) - Aromaten:Benzol, Toluol, Xylol und Ethylbenzol (BTXE) <0,1 mg/kg (TS) - Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) < 1 mg/kg (TS) (Analyse vom Analyse Fa. CLD Kaiserslautern, Brennstoff Klärschlamm AVUS+Böhringer Ingelheim,)

12 2. Kreislaufwirtschaftskonferenz RLP, Ergebnisse der Einstufungsmessung nach 17. BImSchV Durch primäre Feuerungseinstellungen bestimmte Emissionen (Analyse Dr. Wessling Laboratorien, Bezugssauerstoffgehalt 11%, Klärschlamm AVUS+Böhringer Ingelheim ) Tagesmittelwerte Grenzwerte (De) Gesamt-C (org. Stoffe): 3,8 mg/m³ 10 mg/m³ NO x als NO 2 : 140,6 mg/m³ 200 mg/m³ CO: 20,3 mg/m³ 50 mg/m³ Dioxine/Furane: 0,013 ng/m³ 0,1 ng/m³ Benzo(a)pyren: <0,00004 mg/m³ 0,05 mg/m³

13 Ascheverwertung 2. Kreislaufwirtschaftskonferenz RLP, Die Reststoffe der PYREG-Anlage können zur Düngemittelproduktion Eingesetzt werden (z.b. RecoPhos-Verfahren)

14 2. Kreislaufwirtschaftskonferenz RLP, Klimabilanz Kohlenstoff Sequestrierung Carbon capture through biomass from atmospheric CO 2 and sequestration in soils - to mitigate global climate change - to increase soil fertility [Glaser 2003]

15 PYREG Anwendungen 2. Kreislaufwirtschaftskonferenz RLP, Anwendungsfall Kunde Klärschlammentsorgung bis EW Kläranlage, Kommune Bedarf Pflanzenkohle Erdwerk, Kompostierbetrieb Entsorgung oder Verwertung feuchter Biomasse, Wärmebedarf Reststoffhof, Erdwerk, Kommune, Sägewerk, Landwirtschaft, Forstwirtschaft, Biogasanlagen

16 Wirtschaftlichkeit 2. Kreislaufwirtschaftskonferenz RLP, Einsatzgebiet EW, d. h KW Brennstoffleistung ( t/a (TS)) Containerbauweise Tendenz Gesamtkosten (Investition und Betrieb) im Vergleich zu bisher bekannten thermischen Verwertungsanlagen anderer Größen- ordnung mit vorgeschalteter Trocknung deutlich günstiger

17 2. Kreislaufwirtschaftskonferenz RLP, Vielen Dank für die Aufmerksamkeit Dipl.-Ing. Helmut Gerber Pyreg GmbH Trinbornstrasse D Dörth Tel:

18 Energiebilanz 2. Kreislaufwirtschaftskonferenz RLP,

19 CO2-Bilanz 2. Kreislaufwirtschaftskonferenz RLP,

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