Lokale Energieerzeugung aus Bioabfällen

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1 Lokale Energieerzeugung aus Bioabfällen

2 Biogas allgemein

3 2/3 Mit dem BIOFerm-System aus organischen Abfällen Biogas gewinnen 30 bis 40 Prozent des Siedlungsabfallaufkommens in Deutschland sind Bioabfälle. Die flächendeckende Sammlung von Bioabfällen bietet ein gewaltiges Potenzial, das in Biogasanlagen mit minimalem Aufwand energetisch verwertet werden kann. Die größten noch nicht ausgeschöpften Potenziale liegen im Bereich der Bioabfälle und des Landschaftspflegematerials. Diese Fraktionen gelangen bislang noch zu großen Teilen energetisch ungenutzt in die Kompostanlagen oder landen unsortiert auf Müllhalden. Abfälle sind Wertstoffe im Kreislauf wirtschaften BIOFerm deckt das komplette Leistungsspektrum im Bereich Trockenfermentation ab. Auftraggeber haben für die gesamte Projektabwicklung nur einen Ansprechpartner. Von der Planung und Beratung bis hin zur Projektdurchführung und Inbetriebnahme erbringt BIOFerm sämtliche Leistungen aus einer Hand. Mit Standorten im In- und Ausland können auch internationale Projekte in der Nähe unserer Kunden verwirklicht werden. Befüllung der Fermenter: durch das patentierte Verfahren wird hochwertiges Biogas gewonnen Das System ist geeignet für: Kommunen: Bioabfälle, Grüngut aus Garten- und Parkabfällen sowie Material aus der Landschaftspflege Gastronomie oder Großkantinen: Speiseabfälle Lebensmittelindustrie und Handel: Abgelaufene Ware aus dem Lebensmittelhandel sowie Rückstände aus der Lebensmittelerzeugung Die BIOFerm-Technik ermöglicht es, aus organischen Reststoffen Primärenergie zu erzeugen: umweltfreundlich, regenerativ und CO 2 -neutral. An das Ausgangsmaterial werden geringe Ansprüche gestellt. Der anfallende Gärrest kommt in flüssiger Form direkt in der Landwirtschaft zum Einsatz oder lässt sich zum hochwertigen Naturdünger oder Kompost aufbereiten. Komposte und Gärrückstände liefern nicht nur wesentliche Pflanzennährstoffe, sondern verbessern auch die Humusbilanz unserer Böden. Bild oben: Biogasanlage Hitzacker mit dezentraler BHKW/Vitoplex- Einheit versorgt verschiedene Abnehmer (Krankenhaus, Altersheim, etc.) über ein Nahwärmenetz Bild unten: Erste Trockenfermentationsanlage in Amerika, Universität von Wisconsin, Oshkosh ganzjährige Strom- und Wärme nutzung auf dem Universitätscampus Biogas ist regional und speicherbar Das Vergären von Bioabfall und heimischen Rohstoffen wirkt sich nachhaltig positiv auf den Umgang mit fossilen Ressourcen aus. Dazu tragen kurze Transportwege und die Unabhängigkeit von teuren Energieimporten bei. Biogas ist ein speicherfähiger Energieträger, der sich zeitlich und räumlich flexibel einsetzen lässt. Nicht zuletzt schafft der Bau von Biogasanlagen Arbeitsplätze in strukturschwachen ländlichen Regionen.

4 Technologie

5 4/5 BIOFerm-Verfahren moderne Abfallaufbereitung Trockenfermentation für stapelbare, organische Feststoffe 1 Anmischhalle mit Rotteboxen und Fermentern 2 Abluftanlage mit Biofilter Gasdom 4 Substratlager 5 Perkolatspeicher 1 6 Nachkompostierung 4 5 Schmack Biogas bietet in seinem Portfolio die BIOFerm-Technologie der Trockenfermentation für nicht pumpfähige Einsatzstoffe an. Die Ansprüche an das Ausgangsmaterial sind äußerst gering. Das Verfahren ist hervorragend geeignet für stapelbare, organische Feststoffe wie Bioabfall, Grüngut und Festmist mit bis zu 60 Prozent Trockensubstanzanteil. Charakteristisch für industrielle bzw. kommunale Bioabfälle sind: hoher Störstoffanteil (Kunststoffe, Holz, Metall etc.) hoher Trockensubstanzgehalt heterogene Substratzusammensetzung teilweise keine getrennte Vorerfassung saisonale Schwankungen in der Zusammensetzung Die Merkmale verschiedener Einsatzstoffe bedingen differenzierte Anforderungen an die Anlagentechnik. Das System ist gegenüber Störstoffen tolerant, so dass keine Aussortierung oder Vorbehandlung der Biomasse nötig ist. Bei den Feststoffvergärungsanlagen ist der Fermentationsprozess auf einzelne befahrbare Fermenter (Garagenfermenter) verteilt, in denen die Biomasse unter Luftabschluss vergoren wird. Das BIOFerm-System gewährleistet konstant hohe Gaserträge mit einem Methananteil von bis zu 60 Prozent. Die Modulbauweise ermöglicht eine erhöhte Versorgungssicherheit und damit eine insgesamt höhere Prozessstabilität. Durch die Integration von BIOFerm in Schmack Biogas kann das komplette Leistungsspektrum für die Feststoffvergärung angeboten werden. Von der Beratung über Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen und Gesamtkonzepterstellung bis hin zur Projektdurchführung und Inbetriebnahme erbringen wir sämtliche Leistungen für Sie. Bild oben: Bioabluftsystem auf den Fermentern, Gasspeicher COCCUS im Hintergrund Bild unten: Tierpark Hellabrunn, München: Vergärung von Tierparkabfällen zu Biogas Hohe Anlagensicherheit Die im BIOFerm System eingesetzten Technologien und Prozesse sind weltweit erprobt. Alle Anlagen sind vom TÜV abgenommen, modular erweiterbar und erfüllen höchste Ansprüche an die Betriebssicherheit.

6 Technologie Technik der Bioabfallvergärung Verwerten anstatt Entsorgen das System BIOFerm Trockenfermentation: bestens geeignet für Bio- und Grünabfälle Im Technikgang ist ein Großteil der Anlagen- und Messtechnik untergebracht Das BIOFerm-System arbeitet nach dem Batch-Verfahren, d. h. die Fermenter werden zeitversetzt entleert und anschließend neu beschickt. In der Annahmehalle vermengt ein Radlader das stapelbare Frischmaterial mit dem bereits vergorenen Material (Vorgang wird auch Impfen genannt) und bringt es in den garagenförmigen Fermenter ein. Nach ca. vier Wochen wird die Gärkammer vollständig entleert und erneut mit einer angeimpften Mischung befüllt. Beschleunigter Gärprozess Das Impfen der Frischmasse beschleunigt den Abbauprozess und damit die Gasproduktion wesentlich. Die Vergärung des Materials findet im geschlossenen System ohne Sauerstoffeintrag (anaerob) statt. Dabei tritt Flüssigkeit aus, das sogenannte Perkolat. Über ein Berieselungssystem wird der Fermenterinhalt kontinuierlich mit dem Perkolat durchsetzt. Die Umsetzung der organischen Masse zu Biogas erfolgt zum einen in den Fermentern, zum anderen im separaten Perkolatspeicher. Um einen Garagenfermenter öffnen zu können, müssen in diesem atmosphärische Bedingungen herrschen. Hierzu wird der Fermenter mit Frischluft gespült und die entstehende Abluft (Schwachgas) über eine sogenannte Schwachgasfackel verwertet. Die komplette Abluft der Biogasanlage (Anmischhalle, Abluft Fermenter) wird über eine Biofilteranlage geleitet und gereinigt. Bis auf das Befüllen und Entleeren der Fermenter durch einen Radlader, ist die komplette Anlage automatisch über eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) steuer- und regelbar. Störungen werden frühzeitig durch die Steuerung erkannt, registriert und über Telefon, Fax oder SMS dem Betreiber gemeldet. Technisch ausgereifte Systeme Die Fermenterheizung erzeugt ein für die Bakterien optimales Temperaturniveau von ca. 40 C. Ein zusätzlicher Wärmeeintrag erfolgt über die Pekolatberieselung. Die Verweilzeit beträgt pro Fermenter etwa 28 Tage je nach Materialeigenschaften. Das entstehende Biogas wird in einem Foliengasspeicher gesammelt, welcher auf dem Perkolatspeicher als Tragluftdach (System COCCUS) ausgeführt ist. Dort wird das Biogas unter Zuführung von Sauerstoff entschwefelt und anschließend der Verwertung (Biogasverbraucher) zugeführt.

7 6/7 Wirtschaftliche Vorteile durch bewährte Technologien Mehr Ertrag mit robusten und zuverlässigen Bauteilen Die Technologie der Trockenvergärung wird in Bezug auf Effizienz, Wartungsfreundlichkeit und Wirtschaftlichkeit kontinuierlich weiterentwickelt. Dabei wurden sehr viele bewährte Baugruppen aus der Schmack Nassvergärung auf das BIOFerm-System übertragen. Substratbarriere und Fermentertor Nicht nur der Gasdom sondern auch die Substratbarriere und das Fermentertor stammen aus eigener Entwicklung. Sie zeichnen sich insbesondere durch eine sicherere Handhabung sowie hohe Stabilität aus. Technische Adaption Dachaufbau Garagenfermenter Optimiertes Entwässerungssystem Perkolatspeicher als Rundfermenter mit Tragluftdach Außenliegender Gasspeicher Optimierter Dachaufbau Das Fermenterdach ist in Anlehnung an den Schmack Hochleistungsfermenter EUCO ohne Einhausung ausgeführt. Lediglich die vorderen drei Meter des Fermenters werden als Technikgang überdacht, in dem ein Großteil der Anlagen- und Messtechnik untergebracht ist. Substratbarriere einfach und robust: Ver- und Entriegelung der Barriere erfolgt mittels Radlader Ausführung Holz auf Edelstahlrahmen Zusätzliche Abstützung im Bodenbereich Toranlage innovative Technologien: Edelstahl-Schweißkonstruktion Entkoppelung von Betonbau und somit eigenständige Komponente Bedienbar mittels zentraler Verriegelungseinheit Redundant ausgeführtes, mit Druckluft beaufschlagtes und überwachtes Dichtungssystem Flächendeckende Entwässerung Das optimierte Entwässerungssystem nimmt das Perkolat auf und leitet dieses dann kontrolliert über eine Sammelleitung aus dem Fermenter ab. Die Sammelleitung eines jeden Fermenters ist frostsicher verlegt und führt zum Entwässerungsschacht. Perkolatspeicher mit Tragluftdach Der Perkolatspeicher ist als Rundfermenter vom Typ COCCUS mit Tragluftdach (gleich Gasspeicher) ausgeführt. Das Biogas der einzelnen Fermenter wird am Gasdom, in dem auch die Über- und Unterdrucksicherung integriert ist, abgezogen und mittels Gassammelleitung dem Gasspeicher zugeführt. Über die innenliegende Holzdachkonstruktion wird das Biogas auf den angestrebten H 2 S-Wert entschwefelt. Fermentertor mit Substratbarriere

8 Technologie Flexible Stoffnutzung durch Technologiekombination Die Integration verschiedener Biogastechnologien ermöglicht die optimale Nutzung aller Einsatzstoffe Bei der üblichen Bioabfallvergärung sind die Eingangssubstrate sehr heterogen. Zusätzlich schwanken die Stoffströme saisonal. Die zu erwartenden Gaserträge aus Bioabfall sind somit sehr unterschiedlich. Hybridanlage: Bewährte Technologien, neue Verfahrensvorteile Da nicht alle biogenen Reststoffe für die Trockenfermentation geeignet sind, ist eine Nutzung in sogenannten Hybridanlagen (kombinierte Nass- und Trockenfermentation) möglich. Durch die Zusammenführung dieser beiden bewährten Technologien kann ein großes Spektrum an Einsatzstoffen mit unterschiedlichen Störstoffanteilen sowie Trockensubstanzgehalten optimal genutzt werden. Dafür werden die verschiedenen Inputstoffe dem jeweils effizientesten Vergärungstypen zugeführt. Dabei handelt es sich um zwei getrennte Systeme mit unterschiedlichen Einsatzstoffen und Verfahrensweisen. Schnittpunkte der beiden Systeme sind die Gaszusammenführung, Heizungsverteilung und Gasaufbereitung. Die Vorteile der Hybrid-Anlage: Verwendung der Inputstoffe nach größtmöglicher Effizienz Ausgleich saisonaler Schwankungen im Vergleich zu reiner Trockenfermentation Synergien in Aufbereitungs-/ Verstromungstechnik Gemeinsame Wärmenutzung Durch das Zusammenspiel der einzelnen Wertschöpfungsstufen (Trocken- und Nassfermentation) wird bei heterogenem Ausgangsmaterial die effizienteste Verwertung erzielt. Biogasanlage Stausebach

9 8/9 Technischer und biologischer Service zur Sicherung maximaler Erträge Unsere Verantwortung: maximale Verfügbarkeit Ihrer Anlage Auch nach dem Bau ihrer Biogasanlage können sich die Kunden von BIOFerm auf einen umfassenden technischen und biologischen Service verlassen. Mit den Bausteinen des Schmack Service-Konzeptes sichern sich unsere Kunden die Betriebsbereitschaft ihrer Anlage und halten deren Leistung dauerhaft auf hohem Niveau. Technischer Service: Kompetent und schnell Kundenservice beginnt bei uns lange bevor ein Verschleiß- oder Bauteil seinen Dienst versagt durch qualifizierte Beratung, präventive Wartung und sinnvolle Planung mit dem hauseigenen Kundendienst. Unsere Fachkräfte gewährleisten durch eine vorausschauende Ersatzteillogistik und ein leistungsfähiges Serviceteam die Funktion der Biogasanlagen. Labor-Service Neben einer sicheren, zuverlässigen Anlagentechnik beeinflusst ein weiterer Faktor die Wirtschaftlichkeit der Biogasanlage entscheidend: der stabile Gärprozess. Unser biologischer Service übernimmt die Überwachung und Betreuung von Biogasanlagen ab der Inbetriebnahme. Anlagenbetrieb. Der hohe Sicherheitsstandard beim Bau und Betrieb schützt Mensch, Natur und selbstverständlich auch Ihre Anlage. Beratung: Wir sind die Futtermittelberater Ihrer Biogasanlage Wissenschaftliche Fachkräfte ermitteln im firmeneigenen Labor die Qualität der Einsatzstoffe und prüfen mittels prozessspezifischer Kenngrößen die Fermenterinhalte. Die Ergebnisse dienen als Grundlage für die individuelle Beratung und Fütterungsempfehlung zur Aufrechterhaltung und/oder Steigerung der Leistungsfähigkeit Ihrer Anlage. Zugleich schulen wir unsere Kunden individuell abgestimmt auf die jeweilige Anlage für einen optimalen, wirtschaftlichen Betrieb. Das firmeninterne Labor der Schmack Biogas Service GmbH ist nach DIN EN ISO/IEC 17025:2005 akkreditiert. Akkreditierung des Labors der Schmack Biogas Service GmbH Labor der Schmack Biogas Service GmbH Rundum-Service nicht nur für eigene Anlagen Komplette Betriebsführung Als Investor möchten Sie Ihren Aufwand rund um Ihre Biogasanlage möglichst gering halten? Kein Problem: Mit unserem Rundum- Service erhalten Sie von uns die komplette Betriebsführung. Wir kümmern uns um die biologische und technische Betreuung inklusive Fernüberwachung. Dazu kommen alle weiteren Leistungen, die zum Betrieb der Anlage erforderlich sind: vom Personal über Rohstoffmanagement bis hin zu Instandhaltungsmaßnahmen. Zuverlässigkeit Mit der Fernüberwachung rund um die Uhr durch unser Kontrollzentrum EUVIS, werden Ausfallzeiten auf ein Minimum reduziert. Minimierung von Stillstandzeiten und Vermeidung von aufwändigen Serviceeinsätzen führen zu einem kontinuierlichen und zuverlässigen Carbotech GmbH BIOFerm Gasaufbereitung Trockenfermentation Schmack Biogas Service GmbH Schmack Biogas GmbH Schmack Biogas Nass-/Trockenfermentation Komponenten für Komponenten GmbH Biogasanlagen Biogasanlagen von Fremdherstellern, Klärwerke, Gasaufbereitungen u. v. m.

10 Referenzen BIOFerm-Biogasanlagen Volle Leistung im Dauereinsatz Unsere Biogasanlagen überzeugen Jahr für Jahr durch eine gute Performance. Sie laufen zuverlässig in unterschiedlichen Größenordnungen und Anlagendesigns. Sogliano Ambiente (Italien) Installierte Leistung: 1 MW (elektrisch) Durchsatz pro Jahr: t Bioabfall und Hausmüll Anzahl Fermenter: 11 Größe Fermenter: 30 x 7 x 5 m (Länge x Breite x Höhe) Baubeginn: Juli 2011 Inbetriebnahme: Februar 2013 Viessmann Biomasse KG (Deutschland) Installierte Leistung: 190 kw (elektrisch) Durchsatz pro Jahr: 4500 t (Landschaftspflegematerial) Anzahl Fermenter: 4 Größe Fermenter: 20 x 7 x 4,50 m (Länge x Breite x Höhe) Baubeginn: September 2009 Inbetriebnahme: August 2010

11 10/11 Fife (Schottland) Installierte Leistung: 1,8 MW (elektrisch) Durchsatz pro Jahr: t Bioabfall (Braune Tonne) und t Lebensmittelabfälle Anzahl Fermenter: 14 Größe Fermenter: 30 x 7 x 5 m (Länge x Breite x Höhe) Baubeginn: Februar 2012 Inbetriebnahme: Juli 2013 Stausebach (Deutschland) Installierte Leistung: 4 MW Gas Durchsatz pro Jahr: t/a Bioabfall und t/a NawaRo (Kombi-Anlage) Anzahl Fermenter: 8 Größe Fermenter: 35 x 6,75 x 5 m (Länge x Breite x Höhe) Baubeginn: Mai 2013 Inbetriebnahme: August 2014

12 Das Komplettangebot der Viessmann Group Kessel für Öl bis 116 MW Wärme bzw. bis 120 t/h Dampf Kessel für Gas bis 116 MW Wärme bzw. bis 120 t/h Dampf Solarthermie und Photovoltaik Wohngebäude Gewerbe Industrie Kommunen Individuelle Lösungen mit effizienten Systemen Das Komplettangebot von Viessmann bietet für alle Energieträger und alle Anwendungsbereiche individuelle Lösungen mit effizienten Systemen. Als einer der international führenden Hersteller bietet Viessmann intelligente, komfortable und effiziente Systeme für Wärme, Kälte und dezentrale Stromversorgung. Viessmann Produkte und Systeme stehen für höchste Effizienz und Zuverlässigkeit. Alles aus einer Hand Im Viessmann Komplettangebot finden sich für jeden Bedarf die passenden Produkte und Systeme: ob wandhängende oder bodenstehende Lösungen für Wohngebäude, Gewerbe, Industrie oder kommunalen Einsatz. Viessmann ist immer der richtige Partner für die Bereitstellung von Wärme, Dampf, Strom und Kälte in Modernisierung oder Neubau. Das Komplettangebot bietet Spitzentechnologie und setzt Maßstäbe. Durch die Fokussierung auf den effizienten Umgang mit Energie hilft es, Kosten zu senken sowie Ressourcen und Umwelt zu schonen. Die breite Expertise in der Gruppe erschließt immer den Weg zum perfekten System. Das umfassende Service angebot rundet das Leistungsportfolio ab.

13 12/13 Holzfeuerungstechnik, Kraft-Wärme-Kopplung und Biogaserzeugung bis 50 MW Wärmepumpen für Sole, Wasser und Luft bis 2 MW Zubehör Kühlsysteme Das Komplettangebot von Viessmann bietet individuelle Systemlösungen für Wärme-, Kälte-, Dampf- und Stromerzeugung Das Komplettangebot für alle Energieträger und Leistungsbereiche Kessel für Öl oder Gas bis 116 MW Wärme bzw. 120 t/h Dampf Kraft-Wärme-Kopplung bis 50 MW el Wärmepumpen bis 2 MW Holzfeuerungstechnik bis 50 MW Anlagen zur Erzeugung von Biogas im Bereich 50 kw el bis 20 MW Gas Biogasaufbereitungsanlagen bis 3000 m 3 /h Solarthermie Photovoltaik Zubehör Kühlsysteme Wartung und Service Ganz gleich, ob Inbetriebnahme, Wartung oder Service die Marktpartner der Viessmann Group können immer auf kompetente Unterstützung zählen. Zudem geben Online-Tools wertvolle Hilfestellungen und im Bedarfsfall sind Ersatzteile am nächsten Morgen vor Ort. Schulungen Die Viessmann Akademie vermittelt umfassendes Wissen in betriebswirtschaftlichen Seminaren und technischen Schulungen. Die kontinuierliche Weiterbildung der Marktpartner sichert den gemeinsamen Erfolg.

14 Das Unternehmen

15 14/15 Viessmann climate of innovation Viessmann ist einer der international führenden Hersteller von intelligenten, komfortablen und effizienten Systemen für Wärme, Kälte und dezentrale Stromversorgung. Als inhabergeführtes Familienunternehmen in dritter Generation liefert Viessmann seit Jahrzehnten besonders effiziente und schadstoffarme Heizsysteme. Eine starke Marke schafft Vertrauen Zusammen mit dem Markenzeichen ist die zentrale Markenbotschaft ein weltweites Erkennungsmerkmal. climate of innovation wirkt in drei Dimensionen: Es ist ein Bekenntnis zu einer Kultur der Innovation. Es ist ein Versprechen hohen Produktnutzens und zugleich Verpflichtung zum Klimaschutz. die heutigen Bedürfnisse befriedigt werden, ohne die Lebensgrundlagen kommender Generationen zu beeinträchtigen. Wesentliche Handlungsfelder sind Klimaschutz, Umweltschonung und Ressourceneffizienz im ganzen Unternehmen mit weltweit Mitarbeitern. Best Practice Beispiel Mit seinem strategischen Nachhaltigkeitsprojekt Effizienz Plus hat Viessmann am Unternehmenssitz in Allendorf/Eder bewiesen, dass die energie- und klimapolitischen Ziele der Bundesregierung für 2050 schon heute mit marktverfügbarer Technik erreicht werden können. Die Ergebnisse sprechen für sich: 2009/2011/2013: Deutscher Nachhaltigkeitspreis für Produktion/Marke/Ressourceneffizienz Nachhaltig handeln Verantwortung übernehmen bedeutet für Viessmann ein Bekenntnis zu nachhaltigem Handeln. Ausbau der erneuerbaren Energien auf einen Anteil von 60 Prozent Verringerung des CO 2 -Ausstoßes um 80 Prozent Energy Efficiency Award 2010 Das heißt: Ökologie, Ökonomie und soziale Verantwortung so in Einklang zu bringen, dass Langfristiges Ziel ist es, den Wärmeenergiebedarf im Unternehmen komplett selbst nachhaltig abzudecken. Viessmann Group Unternehmensdaten Gründungsjahr: 1917 Mitarbeiter: Gruppenumsatz: 2,1 Milliarden Euro Auslandsanteil: 55 Prozent 27 Produktionsgesellschaften in 11 Ländern 74 Länder mit Vertriebsgesellschaften und Vertretungen 120 Verkaufsniederlassungen weltweit Komplettangebot der Viessmann Group für alle Energieträger und Leistungsbereiche Kessel für Öl oder Gas Kraft-Wärme-Kopplung Wärmepumpen Holzfeuerungstechnik Anlagen zur Erzeugung von Biogas Biogasaufbereitungsanlagen Solarthermie Photovoltaik Zubehör Kühlsysteme

16 Schmack Biogas GmbH Bayernwerk Schwandorf Tel Fax Viessmann Deutschland GmbH Allendorf (Eder) Tel Fax Ihr Fachpartner: D 11/2014 Inhalt urheberrechtlich geschützt. Kopien und anderweitige Nutzung nur mit vorheriger Zustimmung. Änderungen vorbehalten.