Unterschiedliche Systeme zur wirtschaftlichen Energiegewinnung aus Abfällen.

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Leon Lang
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1 Unterschiedliche Systeme zur wirtschaftlichen Energiegewinnung aus Abfällen

2 Wer ist KWA Eviva GmbH? Mehr als 15 Jahren Erfahrung mit Erneuerbaren Energien Experten mit praktischer Erfahrung Erfahrung vom Konzept bis zum Betrieb Kontinuierliche Optimierung durch Betrieb von Erneuerbaren Energie Anlagen der KWA 5. Dichtes weltweites Netzwerk von Experten

3 Inhaltsverzeichnis Vorteile der Vergärung Grundlagen der anaeroben Vergärung Substratbedingungen und Hemmnisse Vorstellung der Systeme Vorstellung der einzelnen Systeme Grundsätzliche Rahmenbedingungen Fragen

4 Vorteile der Vergärung von Reststoffen Unterschiedliche Materialien verwendbar Teilweise lagerfähig und bedarfsgerecht nutzbar Bei richtiger Verarbeitung klimaneutral Unterschiedliche Produkte herstellbar Electricity Gaseous Biofuels Heat/Cold Gärreste als organischer Dünger in der Landwirtschaft einsetzbar

biologisch aktive Bereiche: 1. Psychrophil 2. Mesophil 3.

5 Biologische Bedingungen zur Vergärung: Abwesenheit von Sauerstoff Kohlenstoff/Stickstoff-Verhältnis (C/N):15-45 Konstante Temperatur Drei biologisch aktive Bereiche: 1. Psychrophil 2. Mesophil 3. Thermophil C; Tage Aufenthaltszeit C; Tage Aufenthaltszeit C; 7-21 Tage Aufenthaltszeit

6 Grundlagen der anaeroben Vergärung I Die Produktion von Biogas läuft in vier Stufen ab: Acidogenic phase Hydrolytical phase Bio-polymers Acedogenic phase Methanogenic phase Hydrogen & Carbondioxide Mono/oligomers VFA (C>2) Acetate Methane & Carbondioxide

7 Grundlagen der Vergärung II Vergärbare Inhaltsstoffe Dry Matter (DM) Water Inorganic Dry Matter Proteins Organic Dry Matter (odm) Fat Hard degradable carbohydrates Easy degradable carbohydrates

8 Woraus besteht Biogas?

) Pflanzen mit geringem holzigem Anteil Speisereste aus Restaurants

9 Welche Stoffe können verwendet werden? Tierische Exkremente ( z.b. Geflügelmist, Rindermist, Gülle usw.) Pflanzen mit geringem holzigem Anteil Speisereste aus Restaurants Verarbeitungsreste aus Lebensmittelproduktion Organische Reststoffe aus der Industrie Schlachtabfälle Schlamm aus der Abwasserbehandlung (öffentlich & Industrie) usw.

10 Beispielhafte Gaserträge unterschiedlicher Substrate

11 Hemmnisse bei der Verarbeitung Verfügbarkeit nur saisonal Nicht lagerstabil Verunreinigungen (Speisereste, z.b. Besteck; Parkabfälle, z.b Steine, Holzspäne und Sand bei Geflügelmist, etc.) Nur biologisch einseitiges Material vorhanden (C/N Verhältnis) Lange Transportwege

12 Schematischer Aufbau einer Vergärungsanlage Biogas Gas storage Manure tank Digester Gas storage Post Digester Fertiliser Co-substrate storage Pretreatment Heat Storage Waste heat Gas engine Emergency Cooler Electricity

13 Biogas Erzeugung Gärrsetlogistik/ -behandlung Substratvorbehandlung Substrateintrag Fermenter Nachfermenter Lager Erdgas Netz Biogaszuleitung BHKW BHKW Option 1 Vor Ort Nutzung der Wärme Option 2 Satelliten BHKW mit Fernwärmenetz Optionen der Biogasnutzung Option 3 Biogas Aufbereitung & Einspeisung ins Erdgasnetz

14 Unterschiedliche Anlagentypen Nassvergärung Lagune Tank UASB Trockenvergärung Boxenvergärung Pfropfenstrom Valorgasystem Source: KWA Eviva Source: ADATS

15 Vorstellung der unterschiedlichen Systeme Lagune 1 MW elektrische Leistung, Palmölabwässer Source: Econcern

16 Vorstellung der unterschiedlichen Systeme Tanksystem Landwirtschaft: 550 kw elektrische Leistung aus Pflanzen und Geflügel-Mist (~ t/a)

17 Vorstellung der unterschiedlichen Systeme Tanksystem Industrie: 1000 kw elektrische Leistung aus Restaurantabfällen und überlagerten Lebensmitteln (~ t/a) Biogas Plant Biowerk, Germany Source: Biowerk GmbH & Co. KG

18 Vorstellung der unterschiedlichen Systeme UASB System Abwasserbehandlung von 7000 m³/d Source: Econcern

19 Vorstellung der unterschiedlichen Systeme Nassvergärung Lagune Tanksysteme UASB Vorteile Geringe Investitionen, simple Anlagentechnik Geringer Platzbedarf, erprobte Technik, unterschiedliche Substrate und TS-Gehalte möglich Sehr kurze Behandlungszeit, hohe Abbaurate, sehr wenig Platzbedarf Nachteile Viel Platzbedarf, nur für geringe Trockensubstanz (TS) Gehalte Höhere Betriebskosten Nur für sehr geringe TSGehalte, hohe Investitionskosten

20 Vorstellung der unterschiedlichen Systeme Boxen Source: Econcern Biogas Plant München Source: Bekon GmbH & Co K.G.

21 Vorstellung der unterschiedlichen Systeme Pfropfenstrom Source: klimaaktiv.at Source: Econcern GmbH

22 Vorstellung der unterschiedlichen Systeme Valorga Source: Valorgainternational.fr

23 Vorstellung der unterschiedlichen Systeme Trockenvergärung Boxen Pfropfenstrom Valorga Vorteile simple Anlagentechnik, unempfindlich gegen Störstoffe und Holz, viele Substrate möglich Geringer Platzbedarf, erprobte Technik, unterschiedliche Substrate und TS-Gehalte möglich, geringe Behandlungszeit Hohe TS Gehalte möglich (> 25 % TS), wenig Platzbedarf Nachteile Viel Platzbedarf, erhöhter Aufwand für Ein- und Ausbringen (Radlader + Personal) Höhere Betriebskosten durch Strom und Verschleiß sehr hohe Investitions- und Betriebskosten

24 Grundsätzliche Rahmenbedingungen für ein Biogas Projekt Langfristige Verfügbarkeit der Substrate Vertraglich gesicherte Stromabnahme bei Kraft-Wärme-Kopplung Vertraglich gesicherte Wärmeabnahme Ambitionierter Betreiber, der seine Anlage gut führen will und kann

25 Möchtest Sie noch mehr wissen? Dipl.-Ing. (FH) Marcus Brand KWA Eviva GmbH Vogelsanger Straße Köln Deutschland

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