Klärschlamm nutzen Energie gewinnen. Hydrothermale Carbonisierung
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- Jasper Bauer
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1 Klärschlamm nutzen Energie gewinnen Bereit für die Zukunft Hydrothermale Carbonisierung
2 Die Hydrothermale Carbonisierung Vom Abfallprodukt zum gesuchten Energieträger Jedes Jahr fallen weltweit bei der Abwasserreinigung über 100 Millionen Tonnen Klärschlamm an. Dieser Bis zu 60 % weniger Energieaufwand «muss aufwendig entsorgt werden. Und die landwirtschaftliche Verwertung ist bedenklich für die Umwelt. Dabei kann dieses gigantische Klärschlammvolumen ökologisch viel sinnvoller und wirtschaftlich effizienter genutzt werden. Denn der im Klärschlamm enthaltene Kohlenstoff bietet ein beträchtliches Energiepotenzial, das bisher noch viel zu wenig genutzt wird. Beim Prozess der Hydrothermalen Carbonisierung (HTC) wird Klärschlamm mit geringem Energieaufwand unter Druck und Temperatur entwässert und der Kohlenstoff in lager- und transportfähige Biokohle umgewandelt. Als einziges Nebenprodukt fällt beim HTC-Verfahren Prozesswasser an. Die HTC ist herkömmlichen Trocknungstechnologien für Klärschlamm sowohl bei der Energie- als auch bei der Ökobilanz überlegen. Vorteile von HTC Kostensparend deutlich geringerer Energiebedarf gegenüber klassischen Trocknungsverfahren und wesentlich niedrigere Investitionskosten gegenüber Monoverbrennungslösungen Nachhaltig signifikante Senkung der Treibhausgasemissionen und damit wichtiger Beitrag zum Klimaschutz Wirkungsvoll über 90 % des in Klärschlamm enthaltenen Kohlenstoffs werden in energiereiche Biokohle umgewandelt Effektiv ausgezeichneter mechanischer Entwässerungsgrad von bis zu 75 % Innovativ zukunftsträchtiges Verfahren, da im HTC-Prozess eine Phosphorrückgewinnung möglich ist Eine Investition, die sich auszahlt Der ideale Standort für eine HTC-Anlage ist von verschiedenen Faktoren nete Werte zugrunde gelegt. Dabei können, wurden konservativ berech- wie z. B. Dampfversorgung, Logistik, gehen wir von einer Vollkostenrechnung inklusive Prozesswasseraufberei- Industriegebiet und Regionalität zu den Kläranlagen abhängig. Um das tung aus, die HTC-Kohle wurde dabei Potenzial annähernd abschätzen zu nicht bewertet. Biokohle Biokohle ist ein CO2-neutraler, lagerfähiger Energieträger, der mit Braunkohle vergleichbare Energiewerte aufweist. Wie Untersuchungen belegen kann Biokohle fossile Energieträger in bestehenden Industrieanlagen wie Asphalt-, Stahl- oder Zementanlagen ersetzen oder ergänzen. HTC-Anlage zur vollständigen Verarbeitung von ca Tonnen MEKS Klärschlamm (TR 25 %, Klärschlamm im Sinne der Klärschlammverordnung). Die Werte können standortabhängig variieren: Investitionskosten: 8 bis 12 Mio. Euro Jährliche Betriebskosten: 2,8 bis 3,8 Mio. Euro Amortisationsdauer/ Pay-off-Periode: 5 bis 8 Jahre Entsorgungsgebühr frei HTC-Anlage: 45 bis 55 Euro/Tonne MEKS 25 % 2 3
3 AVA-CO2 Innovative Technologie für praxistaugliche Lösungen AVA-CO2 ist Ihr Partner für die innovative, nachhaltige und effiziente Nutzung von Klärschlamm zur Energiegewinnung. Als Technologieführer Gemeinsam in eine erfolgreiche Zukunft «und weltweit tätiger Lösungsanbieter realisieren wir HTC-Anlagen für den industriellen Betrieb. Wir verstehen uns als Full-Service-Provider: Unsere Berater und Ingenieure begleiten Sie von der individuellen Planung und Konzeption über die Konstruktion und Implementierung bis hin zu Inbetriebnahme, Betrieb, Wartung und Überwachung Ihrer Anlage. Dabei liegt unser Hauptaugenmerk auf einem effizienten und dauerhaften Betrieb, um für Sie eine verlässliche Entsorgungssicherheit zu gewährleisten. Als privatwirtschaftliches Unternehmen mit Sitz im schweizerischen Zug stehen wir seit der Gründung 2009 für Zuverlässigkeit und qualitativ hochwertige Arbeit. 30 Mitarbeiter aus den unterschiedlichsten Fachgebieten sorgen dafür, dass unsere Anlagen Tag und Nacht, sieben Tage die Woche arbeiten. Wir bieten damit unseren Kunden höchste Entsorgungssicherheit. In der Praxis bewährt AVA-CO2 hat 2010 als weltweit erstes Unternehmen eine HTC-Anlage im industriellen Maßstab in Betrieb genommen. Die HTC-Industrieanlage steht in Karlsruhe und verfügt über einen Druckbehälter mit einer Kapazität von Liter. Je nach Bedarf kann eine solche Anlage um weitere Druckbehälter ergänzt werden, um sie an unterschiedliche Kundenansprüche anzupassen. Zudem verfügt AVA-CO2 über eine Pilotanlage mit einer Kapazität von 3 x 335 Liter. Die K3-335-Anlage erlaubt es, unterschiedliche Biomassen schnell und effizient zu testen, um die Qualität und das Potenzial unterschiedlicher Klärschlämme zu analysieren. 4 5
4 Ein Prozess für die Zukunft Im Multi-Batch-Verfahren zu Biokohle Die Hydrothermale Carbonisierung von lanz führt. Das HTC-Verfahren ist in sich schlämme. Da auch die Phosphor- AVA-CO2 ist eine wässrige Verkoh- geschlossen, und es entstehen logistisch rückgewinnung durch den AVA-CO2- lung, bei der in einem exothermen bedingt nur sehr geringe Geruchs- und HTC-Prozess ermöglicht wird, ist es Prozess unter Druck und Temperatur Lärmemissionen. das Verfahren der Zukunft für nasse Flexibel, wirtschaftlich, nachhaltig, konsequent «Bei der HTC handelt es sich um ein nasses Prozessverfahren, sodass Klärschlamm oder andere nasse Biomassen Biomassen. Das HTC-Verfahren von AVA-CO2 basiert auf einem Multi-Batch-Prozess. Unsere ohne vorherige kostenintensive Trock- Kunden profitieren vom modularen der Kohlenstoff aus dem Klärschlamm nung eingesetzt werden können. Das Aufbau, der eine Erweiterung der Kapa- gelöst wird. Übrig bleiben nur Biokohle führt zu der wohl besten Energiebilanz zitäten jederzeit ermöglicht. Zudem und Prozesswasser. Im Verfahren wird kein Methan freigesetzt, und nur geringe Mengen CO2 entweichen, was zu einer ausgezeichneten Kohlenstoffbi- im Vergleich zu anderen Verfahren. Unsere HTC-Anlagen gewährleisten zudem eine große Toleranz in Bezug auf die Vielfalt der zugeführten Klär- handelt es sich um ein sehr robustes und zuverlässiges Verfahren, das sich nahtlos in den kontinuierlichen Prozess der Anwender integriert. HTC-Anlagen von AVA-CO2 Hochwertige Ingenieursarbeit und einfacher Betrieb Mit AVA-CO2 haben Sie ein Generalun- und erprobte Technologie können wir Biomasse-Vorlage/ -Eintrag 2 Mixing-Tank 3 Dampfgenerator 4 Dampfeinspeisung 5 HTC-Reaktoren 6 Kohleschlamm-Ablass 7 Dampfdruckentspannung 8 Dampfrückgewinnung 9 Wärmerückgewinnung 10 Produkt- und Wasserseparierung 11 Optionale Trocknung 12 Kohle-Konfektionierung 13 AVA cleancoal Logistik 14 Prozesswasserbehandlung und Recycling ternehmen als Partner an Ihrer Seite, der die komplette Realisierung von Wir geben Ihnen Entsorgungssicherheit «A bis Z begleitet. Wir sorgen dafür, dass sämtliche Kundenvorgaben im vereinbarten Rahmen umgesetzt werden. Beim Bau unserer HTC-Anlagen verwenden wir ausschließlich Komponenten, die sich seit Jahrzehnten in der industriellen Anwendung eine hohe Betriebs- und Entsorgungssicherheit gewährleisten. Ist eine HTC-Anlage fertiggestellt, sorgen wir zusammen mit Ihnen für einen reibungslosen Betrieb. Ihre Mitarbeiter werden in allen Aspekten für den Betrieb einer AVA-CO2-HTC-Anlage bei uns in Karlsruhe und bei Ihnen vor Ort intensiv geschult. Unsere Steuerungssoftware erlaubt zudem einen vollautomatischen Betrieb und eine hoch effiziente Wartung der AVA-CO2-HTC- Klärschlammentsorgungswege in der EU (EGLV 2006) 13% 10% 20% 41% 16% bewährt haben. Durch die robuste Anlagen. Phosphorrückgewinnung Klärschlamm zeichnet sich durch eine hohe Konzentration von Phosphor aus. Das HTC-Verfahren von AVA-CO2 eröffnet völlig neue Möglichkeiten zu einer effizienten, kostengünstigen Rückgewinnung von Phosphor. Das ist insbesondere im Hinblick auf die schwindenden Phosphorreserven von größter Wichtigkeit und wird die HTC in Zukunft zu einer unentbehrlichen Technologie für die Behandlung von Klärschlamm machen. Prozesswasserqualität AVA-CO2 kennt die hohen Ansprüche der Kläranlagenbetreiber. Aus diesem Grund wurde ein im HTC-Prozess integriertes Membranverfahren zur Rückführung und Reinigung des Prozesswassers entwickelt. Es ist modular aufgebaut und wird auf die individuellen Bedürfnisse der Kunden ausgerichtet. So erzielen wir eine konsequent niedrige Restwasserbelastung, die auch Ihrer Einleitsatzung gerecht wird. Landwirtschaft Landschaftsbau Verbrennung Deponierung Sonstige 6 7
5 AVA-CO2 Schweiz AG AVA-CO2 Schweiz AG Baarerstrasse Zug Switzerland Tel Fax
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