Vorstellung des Biogas- und

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1 Vorstellung des Biogas- und Kompostwerkes Bützberg Dr. Anke Boisch Leiterin Ressourcenwirtschaft und Technik 2013 Gliederung Bio-Abfallbehandlung der SRH Historie Zielsetzung Aktuelle Situation Grünabfall Trockenfermentation und Kompostierung Projektverlauf Kennzahlen Verwertung 2 1

2 Bio-Abfallbehandlung der SRH Historie Klima- und Ressourcenschutz bei der SRH X KrWG u.a. 5-stufige Abfallhierarchie Ausbau Energiegewinnung (auch regenerativ), Ressourcenwirtschaft, Entsorgungssicherheit der Zukunft, Recycling-Offensive 3 Bio-Abfallbehandlung der SRH Historie Start Bioabfallsammlung und -verwertung 1986 in Hamburg mit dem Projekt Grüne Nassmülltonne (Projektträger TU Hamburg-Harburg, H b Prof. Stegmann) Abfallwirtschaftsplan der FHH aus 1989 zeigt Planung von 4 Anlagen für Bioabfälle aus der Biotonne Standort im Norden realisiert Pilotanlagen in Hamburg- Harburg / Wilhelmsburg (bis 2003) und Hamburg Bergedorf (bis 1995) Einführung der Biotonne stagniert ab 1996 Verarbeitung der Sammelmengen Biotonne ab 1995 in der Kompostierung 4 2

3 Bio-Abfallbehandlung der SRH Zielsetzung Maßnahmen der Stadtreinigung Hamburg (SRH) zur Nutzung von Ressourcen und Wertstoffen u.a.: Intensivierung der Bioabfallsammlung im Zuge der Recycling- Offensive (SRH/BSU) Verstärkung der Kompostierung als stoffliche Nutzung Ausschöpfung der energetischen Potentiale Erweiterung des Kompostwerkes Bützberg um eine Trockenfermentation zur Biogasgewinnung aus Bioabfällen Trockenfermentation als Vorschaltanlage der Kompostierung mit Integration in das Kompostwerk Kompostierung zur Weiterbehandlung der Gärreste aus der Fermentation Sicherstellung stofflicher Nutzung als Qualitätskompost Aufbereitung der erzeugten Biogasmengen zu Bio-Erdgas und Einspeisung in das Netz der Schleswig-Holstein Netz AG am Einspeisepunkt Tangstedt (Hauptgasleitung). 5 Bio-Abfallbehandlung der SRH Zielsetzung Optimale der Bioabfallmengen sowie die sinnvolle Auslastung der Kompostierung. Herkunft der Bioabfallmengen: Hamburger Mehrmengen aus erweiterter Sammlung Bio- und Grünabfallmengen aus Schleswig-Holstein bei freien Kapazitäten Weitere zukünftige Ziele der für die biogenen Abfälle der SRH: Nutzung der Energiegehalte zur Einsparung fossiler Energien (Energiegehalt ege 1 t Bioabfall a = 450 kwh) Nutzung der stofflichen Eigenschaften zur Schonung von Ressourcen und damit Steigerung der Umweltentlastung (vor allem bzgl. Humus und Phosphor) und Verwertung unter Beachtung des gesamten Lebenszykluses des Abfalls Optimierung und Ausschöpfung aller Nutzungspotentiale 6 3

4 Bio-Abfallbehandlung der SRH swege Grundsätze Vermeidung von CO 2 -Emissionen durch Optimierung der Transportwege sverfahren nach guter fachlicher Praxis Standorte unterliegen den Anforderungen des emissionsarmen Anlagenbetriebes mit Optimierter Prozesssteuerung Maßnahmen zur Minderung von Staubemissionen Keimemissionen Geruchsemissionen Gasförmigen Emissionen (Treibhausgase Methan, Lachgas und Ammoniak) Recycling unter Beachtung des gesamten Lebenszyklus des Abfalls und optimierte Ausschöpfung aller Nutzungspotentiale 7 Bio-Abfallbehandlung der SRH aktuelle Situation Annahme von Grünabfällen an den Recyclinghöfen vorrangige Kompostierung (zeitweise in eigenen Anlagen in Volksdorf und Wilhelmsburg) Holzige Abfälle - vorrangig Altholz - energetische Verwertung Straßenlaub in getrennter Erfassung aufbereitet und stoffliche Verwertung Küchen- und Speiseabfälle sowie andere gewerbliche Bioabfälle vorrangige Vergärung in der Biogasanlage BioWerk Getrennte Erfassung von Bioabfall und Verwertung im 8 4

5 Bio-Abfallbehandlung der SRH Grünabfall Sammlung auf Recyclinghöfen Aufbereitung Zerkleinerung Shredder Fraktionierung Siebtechnik = Stoffliche Nutzung Optimal Kompostierung Direktverwertung (wenn hygienisch unbedenklich / unbehandelte Grünabfälle stellen ein Rückzugsgebiet für Schädlinge und Krankheitserreger an pflanzlichen Materialien dar) Einsatz als Dünger und Humusträger für den Boden oder zur Torfsubstitution Energetische Nutzung überschüssiger holziger Mengen 9 Bio-Abfallbehandlung der SRH Trockenfermentation und Kompostierung Vorschaltung Prozessschritt Trockenfermentation zur Kompostierung. Folge: Kapazitätserhöhung der Anlage am Standort Verfahrensablauf Fermentation und Kompostierung: I. Grobaufbereitung II. Fermentation Befüllung Fermenter Sauerstoffabschluss Perkolation Gasproduktion Aerobisierung (Ende der Gasproduktion) Leerung der Fermenter Gärrestkonditionierung III. Biogasaufbereitung und Einspeisung (durch Partner Vattenfall) IV. Kompostierung V. Feinaufbereitung 10 5

6 Vermeidung von Treibhausgasemissionen durch: Bio-Abfallbehandlung der SRH Trockenfermentation und Kompostierung Zügige Verarbeitung angelieferter Bioabfallmengen Vermeidung von Emissionen von der Fermenter- Leerung bis zum Beginn der Kompostierung Überwachung der optimalen Aerobisierung Verhinderung der Bildung anaerober Nester durch zügige Weiterverarbeitung Mischungsverhältnis Gärrest, Struktur und Frischmaterial Anteile individuell anpassen Anpassung der Parameter der Prozesssteuerung an die Materialeigenschaften des Gärrestes Optimierung der Ablufterfassung und Einsatz geeigneter Abluft-Reinigungsverfahren 11 Projektverlauf 12 6

7 Projektverlauf Sommer 2009: Vorprojekt seitens der SRH initiiert Herbst 2009: Abschluss Vorprojekt mit dem Ergebnis der technischen Festlegung auf eine Trockenfermentation im sogenannten Batch-Verfahren und Freigabe der Mittel durch die Gremien der SRH Herbst 2009: Start der Projektplanung und realisierung März 2010 bis Oktober 2010: Genehmigungsverfahren April 2010 bis Dezember: Vorbereitung und Durchführung der erforderlichen Vergabeverfahren zur Auswahl geeigneter Lieferanten der Anlagenkomponenten November 2010 bis Frühjahr 2012: Bau der Anlagenkomponenten und Wiederherstellung der Außenanlagen 1. Dezember 2011 Start Probebetrieb 13 Projektverlauf Fermenter und Gasspeicher Aufbereitung Bioabfall Biofilter Bestand Aufbereitung Grünabfall Rottehalle Kompostlager Biofilter und Fackel Heizwärme- Konditionierungshalle Versorgung Gasaufbereitung und Betriebsgebäude Einspeisestation 7

8 Anlieferung In der Anlieferhalle wird der Bioabfall abgekippt und gesichtet. Grobe Störstoffe werden hier entfernt. 15 Grobaufbereitung Siebung des Bioabfalls auf 80 mm Zerkleinerung mit der Schneckenmühle, in der Plastiktüten ganz bleiben Entfrachtung Störstoffe (Plastik und Metalle) 16 8

9 Querschnitt der Fermentation Logistikhalle Gasspeicher Fermenter Perkolatbehälter 17 Fementer Gasspeicher Logistikhalle Fackel Biofiltersystem 18 9

10 Anforderungen Immissionsschutz Rohluftqualität vor Biofilter: AUFLAGE: Zufuhr zum Biofilter aus Abfahrbetrieb Fermenter nur zugelassen bei Methan unter 2% in unverdünnter Abluft Maßnahmen zur Durchführung: Gesamte Anlage eingehaust Abluftmanagement in Kaskaden Qualitätskontrolle der Abluft aus Abfahrbetrieb und Gärrestlager als Quellen methanhaltiger Abluft Abluft aus Abfahrbetrieb und Gärrestlager als Zuluft zum Biomassekessel / Schwachgasfackel 19 Anforderungen Immissionsschutz Reinluftqualität nach Biofilter: AUFLAGE: Ammoniak < 0,15 kg/h oder 30 mg/m³ Abluft Maßnahmen zur Durchführung: Zwei Biofilter (Fermenter und Rottehalle) Installation System saurer Wäscher vor Biofilter Abluftführung Fermenter direkt über sauren Wäscher zum Biofilter Abluftführung Rottehalle in Kaskaden aus der Aufbereitung über Mietenbelüftung zum Biofilter (Vorbehandlung im sauren Wäscher nach Qualitätskontrolle) 20 10

11 Heizwärmeversorgung Heizwärmeverteilung Biogaskessel (Redundanz zur gesicherten Prozesswärme) Kessel Biomassekessel (Versorgung mit Brennstoff aus aufbereitetem Grünabfall) 21 Gasaufbereitung Vattenfall 22 11

12 Konditionierungshalle Logistikhalle der Fermentation Aufgabe und Fördertechnik zur Rottehalle 23 Eintrag Rottehalle: Über Förderbänder u.a. in der Eintragsbrück wird die erste Miete aus konditioniertem Gärrest aufgebaut. Mit 22 m Breite und 14 m Länge sowie einer Füllhöhe zwischen 2,5 und 2,8 m beträgt das Volumen der der ersten Miete ca. 800 m³, entsprechend 2 bis 3 Fermenterentleerungen 24 12

13 Die Kompostierung: Das Material wird von unten belüftet, zu Beginn findet ein 6-facher und zum Ende ein 1-facher Luftwechsel pro Stunden statt. Damit ist eine optimale und dem Prozess angepasste Sauerstoffversorgung gesichert. Beim Umsetzen mit dem Wendelin, das zweimal pro Woche erfolgt, wird der Wassergehalt geprüft und auf optimale Werte eingestellt. Die Temperatur wird in den Mieten überwacht. Zur Hygienisierung i i muss in dem Material jeder Charge mindestens 1 Woche 60 C nachgewiesen werden. Im allgemeinen erreichen wir über mehrere Wochen Temperaturen von über 70 C

14 Feinaufbereitung Der fertige Kompost wird auf 10mm gesiebt und zur Vermarktung bereit gestellt. Alles größer 10 mm wird über den Windsichter gereinigt und als Strukturmaterial wieder eingesetzt oder als Brennstoff verwertet. t 27 Kennzahlen Parameter Planwert Range Bemerkung Durchsatz Mg Mg/Tag 2012 rd Mg Gasbildungsrate Biorohgasproduktion 80 m³/mg m³/mg 2,5 Mio m³/a m³/h derzeit im Mittel m³/mg 2012: 2,3 Mio m³ (rd. 13 Mio kwh) Methangehalt 55 % 48 60% derzeit zwischen % Kompost Mg/a 2012: rd Mg produktion 28 14

15 Verwertung Doppelstrategie Bioabfall Stoffliche Nutzung Energetische Nutzung Phosphatvorräte reichen noch ca. 90 Jahre Pflanzennährstoffe begrenzen die Nahrungsmittelproduktion Humusverarmung verstärkt Bodenerosion 550-Liter-Behälter Je 48 kwh Strom und Wärme pro Befüllung 48 Vollwaschgänge (60 C) 10 Vollbäder 29 Verwertungswege stoffliche Nutzung Anwendungsbereiche Qualitätskompost : Landwirtschaft, GALABAU und Hobbygarten: Düngung mit Haupt- und Mikronährstoffen, Humusreproduktion und Kohlenstoffsenke allgemeine Bodenverbesserung Substratherstellung: Torfsubstitution (vorrangig aus Grünabfällen) Erden (Mischung aus Kompost und Oberboden) Rekultivierung: i Herstellung von Vegetationsflächen an devastierten Standorten Nutzung von Qualitätssicherungssysteme als Voraussetzung optimierter stofflicher Nutzung 30 15

16 Verwertungswege stoffliche Nutzung Produktion und Vermarktung heute