Marktchance neue Energie: Biogasanlagenbau ein Baustein der Energiewende
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- Sara Böhler
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1 Unternehmensforum am in Dessau-Roßlau Thema Marktchance neue Energie: Biogasanlagenbau ein Baustein der Energiewende Autor: Dipl.-Ing. Thilo Lehmann 1
2 (Deutschland) Quelle: Fachagentur für Nachwachsende Rohstoffe Unternehmensforum am in Dessau-Roßlau 2
3 Unternehmensforum am in Dessau-Roßlau 3
4 Unternehmensforum am in Dessau-Roßlau 4
5 Analyse der Biogasnutzung und seine derzeitigen Vorteile: Dezentral naturgegebener Prozess Grundlastfähig Einkommen sichernd Speicherfähig Spitzenlastfähig CO 2 - neutral Nachteile: Flächenkonkurrenz zur Nahrungsherstellung Faulungsprozess Geruchsentwicklung Akzeptanzprobleme Hohe Investitionskosten Aufwendige Betreuung hohe Kosten Maissilagelastig - Monokultur Anteil der Biogastechnologie an erneuerbaren Energie endlich Unternehmensforum am in Dessau-Roßlau 5
6 Was kann innovative Biogastechnologie leisten? Vorteile optimieren Nachteile minimieren Unternehmensforum am in Dessau-Roßlau 6
7 Erhöhung des Wirkungsgrades / Effizienzsteigerung in Biogasanlagen Derzeit ca % Ausnutzung der organischen Trockensubstanz (ots) (herkömmliche Anlagen) gegenüber chemischen Vollaufschluss Bessere Ausnutzung der organischen Trockensubstanz Ziel: hohe Abbaurate (Ausfaulgrad) der org. Trockensubstanz erreichen Abbau der fermentierbaren organischen Trockemasse von 100% Verluste minimieren Eigenstrombedarf reduzieren Transport / Logistik minimieren Unternehmensforum am in Dessau-Roßlau 7
8 Wirkprinzipien anwenden und verbessern / neue Verfahren entwickeln Thermo-mechanischen Aufschluß Desintegration Enzyme Katalysatoren zur Beschleunigung Effektive Bakterien Einfachverfahren, z.b. Aufstromverfahren Mehrstufige Verfahren Chemische Zusätze Ziel: 100% Ausnutzung der fermentierbaren organischen Trockenmasse Unternehmensforum am in Dessau-Roßlau 8
9 Einsatzmöglichkeit von Substraten und Reststoffen konsequent erschließen / Potentiale erschließen Energiepflanzen und Reststoffe, die nicht in Konkurrenz zur Nahrungserzeugung stehen Stroh 8-13 Mio. t/a (Studie DBFZ) Rapsstroh, Maisstroh Spreu aller Nutzpflanzen Grünlandnutzung (Deponien, Bergbaufolgelandschaft) Kommunale Abfälle Mehrjährige Pflanzen Landschaftspflegematerial, Autobahn- und Straßenbegleitgrün Alle landwirtschaftlich oder in Verarbeitungsanlagen nicht genutzte Reststoffe wie Glyzerin, Mellasse, Kleie, Siebüberlauf, Konfiskate, Trester u.a. Unternehmensforum am in Dessau-Roßlau 9
10 Wirkungsgrad der Stromerzeugung erhöhen / KWK-Nutzung Motorwirkungsgrad bei Gas-Otto-Motoren über 40% Motorwirkungsgrad bei Zündstrahlmotoren über 48% Brennstoffzellenentwicklung Klein-BHKW Dachs BHKW (Quelle: SenerTec) SFOC Zelle (Quelle: IKTS) Unternehmensforum am in Dessau-Roßlau 10
11 Wärmenutzungskonzepte ORC-Prozesse Trocknung Heizung für Wohnungen - Ringleitung Technologische Wärme (industrielle Nutzung wie Farbspritzerei, Betonwerke, Lebensmittelverarbeitung) Gewächshäuser Kälteerzeugung Unternehmensforum am in Dessau-Roßlau 11
12 Stoffliche Nutzung der Reststoffe Naturdünger flüssig (aufkonzentriert), fest (granuliert) Volldünger Naturfaserverbundstoffe (Compounds) Spritz- und extrudierfähige Dämmstoffe Komposte Kreisläufe schließen Unternehmensforum am in Dessau-Roßlau 12
13 Gerüche und Problemstoffe binden und Hemmungen im Prozess abbauen H 2 S (Schwefelwasserstoff) binden Düngewirkung der Gärreste verbessern Ammoniak binden und als Düngemittel, z.b. Ammoniumsulfat, einsetzen Wege durch Zugabe von Additiven Fe 2 -Basis Anastripverfahren Wäsche Aufkonzentration Siloverluste reduzieren Unternehmensforum am in Dessau-Roßlau 13
14 Gasaufbereitung Einspeisung als Biomethan ins Erdgasnetz (Speicherung) Biogas-Verdichtung Tankstellen Nutzung in Satelliten-BHKW Antrieb für Fahrzeuge Traktoren, landwirtschaftliche Fahrzeuge Gasgetriebene Motoren Flüssiggas Nutzung von Biogas für Turbinen, KWK-Prozesse Ablösung von Erdgas Projektskizze Elektrischer Einzelradantrieb TU Dresden Prof. für Agrarsystemtechnik, gefördert von SAB Unternehmensforum am in Dessau-Roßlau 14
15 Energieautarken Betrieb organisieren Kommunen s. Güssing, s. Reuth im Vogtland Kläranlagen Derzeit nur 25% des verbrauchten Eigenstroms aus Biogas Co-Fermentation Eigenversorgung Häuser Betriebe Wärme- oder stromgeführt Unternehmensforum am in Dessau-Roßlau 15
16 Holzfaserstoff (Mikroskop REM) thermo- mechanisch aufgeschlossen mittels Doppelschneckenextruder Unternehmensforum am in Dessau-Roßlau 16
17 Lignozellulose ein komplexes Substrat Zellulose liegt in kristallinen Fasern vor, die in einem Netzwerk aus Hemizellulosen und Lignin eingebunden sind. Grafik: C. Somerville Unternehmensforum am in Dessau-Roßlau 17
18 Lignozellulose - biologisch aufgebaut u. abbaubar Aufschlussverfahren übergeordnete Faserstrukturen, Hemizellulosen, und Lignin sind zu entfernen enzymatischer weiterer Aufschluß in wässriger Lösung (Zellulasen) Grafik: NREL Unternehmensforum am in Dessau-Roßlau 18
19 Lignozellulose ein komplexes Substrat Stroh, unbehandelt Stroh, nass extrudiert Stroh, trocken extrudiert Stroh, vor Bioextrusion Stroh, nach Bioextrusion Unternehmensforum am in Dessau-Roßlau 19
20 Bioextruder im Einsatz Hühnermist Unternehmensforum am in Dessau-Roßlau 20
21 Extrusion von Stallmist Stallmist Unternehmensforum am in Dessau-Roßlau 21
22 Extrusion von Deichschnitt Deichschnitt Unternehmensforum am in Dessau-Roßlau 22
23 Methanertragssteigerung durch Bioextrusion +14% +26% +50% +50% +74% +11% +69% +19% +73% +84% +268% +27% +16% Maissilage Grassilage Stroh m. geringem Kornanteil GP-Feinschnitt Grassamenstroh Putenmist Rindermist-/Silagereste Tomaten (getrocknet) Traubentrester Gärreste (entwässert) Fermentersubstrat Rapssilage Hybridroggensilage Angaben in l N / kg ots Quellen: 1 Sächs. Landesanstalt f. Landwirtschaft, 2 Biogas Oberfranken, 3 Prüf- u. Forschungsinst. Pirmasens, Batchversuche nach VDJ Unternehmensforum am in Dessau-Roßlau 23
24 Grassilagevergärung Unternehmensforum am in Dessau-Roßlau 24
25 Nutzung hochlignozellulosehaltiger Reststoffe und Substrate durch Bioextrusion Unternehmensforum am in Dessau-Roßlau 25
26 Strohvergärung Quelle: Fraunhofer Gesellschaft IKTS Dresden Unternehmensforum am in Dessau-Roßlau 26
27 BGA Pöhl 499 kw el - Baubeginn im Februar Inbetriebnahme Ende Dezember Input ca. 30 t/d nachwachsende Rohstoffe Unsere Demonstrations- und Modell-Biogasanlage zur Trockenfermentation 499 kw elektr. Besonderheiten der Biogasanlage - Bioextrusion - außenliegende Rührwerke m. Wärmeeintrag - Separation des Gärrestes - Kompaktierung / Pelletierung des Gärrestes mit Trocknung - Gasentschwefelung nach BioPEAC-Verfahren Input: strohiger Mist, Landschaftspflegematerial, trockene Ganzpflanzensilage, Maissilage, Grassilage und einem hohen Grasanteil von 55% Unternehmensforum am in Dessau-Roßlau 27
28 Repowering Nachrüstung bestehender Anlagen Verbesserung des Ausfaulgrades Gesteigerte Abbaurate der organischen Trockensubstanz Leichterer Abbau inkrustierter Zellulose und Hemizellulose e Viele Substrate sind ohne Bioextrusion (thermomechanischen Aufschluss ) nicht biogasanlagenfähig. Unternehmensforum am in Dessau-Roßlau 28
29 Kontakt LEHMANN Maschinenbau GmbH Jocketa Bahnhofstraße Pöhl Dipl.-Ing. Thilo Lehmann Geschäftsführung Tel.: (+49) (0)37439 / 7440 Fax: (+49) (0)37439 / anfrage@lehmann-maschinenbau.de Unternehmensforum am in Dessau-Roßlau 29
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