FAL Bundesforschungsanstalt för Landwirtschaft

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1 von II TUliN

2 Biogasgewinnimg aus NaWaRo's inisymposium IFA-Tulln, FAL för Landwirtschaft Erfahrungen deutscher Biogasanlagen - Ergebnisse einer bundesweiten Bewertung - P. Weiland Institut für Technologie und Biosystemtechnik (FAL)

3 federun Einleitung Substrate Anlagentechnik Anlagenbetrieb Funktionstechnische Bewertung Ausblick

4 FAL Ziele: Erfassung aktueller Nutzungstechnologien Technisch-wissenschaftliche Bewertung B Art und Menge der Substrate a Anlagen- und Verfahrenstechniktechnik B Prozessbedingungen B Stoffumsatz und Gasertrag B Energieerzeugung und -nutzung a Funktion und anlagentechnische Probleme H Betriebskosten und Personalaufwand Vergleich von Anlagenkonzepten Hinweise für Weiterentwicklungen/Verbesserungen

5 FAL Art und Herkunft der Substrate Verfahrenskonzept und Anlagentechnik Prozessführung und Betriebsweise Anlagengröße und el. Leistungsklasse Organisationsform des Anlagenbetriebs Art der Energieerzeugung und Nutzung

6 #* o<& <^' ><& A6< *> ;& Relative Häufigkeit wichtiger Kosubstrate

7 Anzahl an Kosubstraten FAL

8 FAL Luftzufuhr Kondensatabscheider Lagerbehälter für flüssige Kosubstrate Heizöltanks

9 dreistufi TAL Luftzufuhr y-\ Kondensat abscheider Gasanalysator Schaltschrank Schweinegülle M 4-Quadranten- Stromzähler Pumpleitungen vom Betrieb Rindergülle Hygienisierte Speisereste 8chnltschronk Heizöltanks

10 stehend horizontal Reaktortyp kombiniert Einsatzhäufigkeit verschiedener Fermentertypen

11 ermenter FAL Tragluftfolie Biogas Gebläse Ablauf Wandheizung Stabrührer Zulauf 0 oooooooo \ Bodenheizung O O O O O O O Fermenter mit Tragluft-Doppelfolie

12 FAL > Ablauf Zentral rührwerk Externer Wärmetauscher Zulauf Großfermenter mit Zentralrührwerk

13 FAL Gasspeicherzeit [h] Gasspeicherdauer in Relation zur Gasproduktion

14 ungen mesophil thermophil kombiniert Betriebstemperatur [ C] Betriebstemperatur moderner Biogasanlagen

15 Substratzugabe pro Tag FAL Bundesforschungsansta It

16 Relative Häufigkeit [%]

17 35 r=> O) 20 I 15 -\ CD I 10 H cd 5 0 < >150 Gesamtverweilzeit [d]

18 FAL ^35 O) CD I 10 H 0 <0,25 0,25-0,5 0,5-0,75 0,75-1,0 1,0-1,5 CH4-Produktivität [Nm3CH4/(m3AVd)]

19 f ethanausbeute Frischsubstrat 40 ^, I D) Z5 :C0 CD 0 o: H >90 CH4-Ausbeute [m3/tsub]

20 Relative Häufigkeit [%] un

21 FAL intern biologisch intern Fällung extern Q Q. ä 1000 'S 800 co 600 X o CQ S co o CQ 5 s CM s CQ U_ UL i i i i i i ^ CO 00 co o X D X CM CO X D H2S-Gehalt im gereinigten Biogas

22 BHKW-Volllaststunden pro Jahr theoretische Volllaststunden pro Jahr [1.000 hl

23 0 < > 95% Leistungsausnutzung [%]

24 elektr. Auslastung [%] Einfluss der Auslastung auf den el. Wirkungsgrad

25 Anlagendimensionierung B Mangelnde Anpassung der Kapazitäten Festoffeintrag B Verstopfung von Schnecken und Pumpen Durchmischung a Bildung von Schwimm- und Sinkschichten B Versagen von Rühraggregaten Mikrobielle Entschwefelung a Dauerhaft oder temporär zu hohe H2S-Gehalte im Biogas Gastrocknung a Kondensat in Rohrleitungen Motorische Gasverwertung Schäden an Zündstrahlmotoren Technische Schwachstellen moderner Biogasanlagen

26 Für die alleinige Verarbeitung nachwachsender Rohstoffe sind die u.a. die Dosier- und Mischaggregate zu verbessern und die Reaktorselbsterhitzung bei der Auslegung zu berücksichtigen. Bei Einsatz nachwachsender Rohstoffe muss die energetische Effizienz sämtlicher Verfahrensschritte sorgfältig überprüft werden, um die maximale Netto-Energieausbeute zu erreichen. Für die Weiterentwicklung und Optimierung von Biogasanlagen sind breit angelegte technisch-wissenschaftliche Untersuchungen an Praxisanlagen unverzichtbar, da nur so Schwachstellen erkannt werden und Daten für eine technisch-ökonomische Optimierung verfügbar sind. Die Ergebnisse des Evaluierungsprogramms dienen als Fakten basis für die Weiterentwicklung von Fördermaßnahmen, zur Bera tung der Politik im Bezug auf die Weiterentwicklung der erneuer baren Energieproduktion sowie zur Optimierung der Prozeß- und Anlagentechnik.