TOP. Abfallwirtschaft - Vergärungsanlage

Transkript

1 TOP Abfallwirtschaft - Erweiterung der Vergärungsanlage Sitzung des Umweltausschusses am

2 I. Projektbericht Mechanischer Aufschluss und Entwässerung von Gärresten

3 Veranlassung Trockenfermentationsanlagen haben einen technischen Optimierungsbedarf zur Erhöhung der Biogasausbeute und Verbesserung der Komposterzeugung.

4 Zielsetzung Durch einen mechanischen Aufschluss und eine Entwässerung des Gärrestes wird eine Verbesserung der Biogasausbeute und der Nachrotte angestrebt: energetisch ungenutzte Organik soll erschlossen und für eine energetische Nutzung nutzbar gemacht werden Verringerung der Geruchsemmissionen durch Abtrennung des geruchsintensiven feuchten Anteils Optimierung der Nachrotte (Verkürzung des Nachrotteprozesses)

5 Aufgabenstellung des Versuches Durchführung einer Versuchsreihe zur mechanischen Entwässerung der Gärreste, sowie bestimmter Inputfraktionen 1. Betrieb einer Schneckenpresse 2. Beurteilung des entwässerten Gärrestes bzw. Bioabfalls 3. Laboruntersuchungen und Vergärungstest (insb. Gasbildungspotential) 4. Auswertung der Ergebnisse Mengenbilanz Gärrest und Suspension Bewertung der Störstoffe im trockenen Gärrest Bewertung des zusätzlichen Energiepotentials

6 ungenutzter Bioabfall im Gärrest

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9 Austrag Entwässserungspresse

10 Entwässerter Gärrest

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12 Massenbilanz Entwässerung-Gärrest Gärrest-Input 71 % Wasser 29 % TS Entwässerung entwässerter Gärrest-Output 60 % Wasser 40 % TS 100 t FM 46 t FM 79 % Wasser 21 % TS Presswasser 54 t FM

13 Gärtest mit Presswasser im Labor

14 Vergleich der Rottetemperaturen von Gärresten

15 Nachrotte des entwässerten Gärrestes

16 Biogas aus dem entwässerten Gärrest Nm m³/t Bioabfall Mehrwert Gärrest-Entwässerung - Erhöhung der Biogasausbeute - Förderung der Nachrotte - Verbesserung der Kompostqualität - Minderung der Emissionen Biogasausbeute Gärrest Mechanische Entwässerung Bioabfall Trockenfermentation

17 Fazit 1. Der Versuchsbetrieb hat die technische Anwendbarkeit der Schneckenpresse für den mechanischen Aufschluss und die Entwässerung des Gärrestes und von Bioabfall erwiesen. 2. Mit der Entwässerung wurde ein zusätzlicher mechanischer Aufschluss des Gärrestes erreicht, der die bisher ungenutzte Bioabfallfraktion erfasst. 3. Durch eine mechanische Entwässerung des Gärrestes und anschließender (Mit-) Vergärung des Presswassers konnte die Biogasausbeute aus dem Bioabfall erheblich gesteigert werden. Derzeit gehen der Bioabfallvergärung rd. 40 % des zusätzlich verfügbaren Biogases verloren.

18 Fazit 4. Die Entwässerung des Gärrestes begünstigt den Nachrotteprozess erheblich in der Intensität und der sich hieraus ergebenden Zeitersparnis. Im Vergleich zum unbehandelten Gärrest wurde eine deutlich höhere und langanhaltende Selbsterhitzung festgestellt, die eine seuchen- und phytohygienische Sicherheit erbringt. Geruchsemissionen aus der Nachrotte sowie im Kompost sind nahezu vollständig reduziert worden.

19 II. Vorplanung Mechanischer Aufschluss, Entwässerung und Vergärung von Gärresten

20 Ziele der Vorplanung: Schaffung einer Redundanz für den bestehenden Perkolatfermenter um auch in Revisionszeiten Betriebssicherheit zu gewähren Optimierung des Prozesses durch Nutzung des hohen organischen Anteils des feuchten Gärrestes Erhöhung der Durchsatzleistung der bestehenden Anlage Schaffung der Voraussetzung für eine externe unabhängige Gütesicherung für den flüssigen Gärrest Optimierung der Nachrotte hinsichtlich Geruchsemission, Nachrottedauer und Kompostqualität

21 Planungsschritte zur technischen Umsetzung 1. Ausarbeitung des Behandlungskonzeptes 2. Erstellung der Massen- und Stoffstrombilanz 3. Auslegung der Behandlungsstufen Feststoffpfad Prozesswasserpfad Hygienisierung 4. Kostenschätzung und Wirtschaftlichkeitsbetrachtung

22 Prüfung von zwei Varianten Variante 1: Unveränderte Anlagenkapazität Entwässerung des Gärrestes von t Abfall Variante 2: Gleichzeitige Kapazitätserweiterung um t Bioabfall auf t Bioabfall

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25 Dosierung Schubbodencontainer (Beispiel)

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27 Wirtschaftlichkeitsbetrachtung Vorplanung t /a t/a Strommehrertrag kwh/a kwh/a BHKW-Leistung 111 kw 205 kw Investitionskosten netto Gärrestentwässerung Hygienisierungmit Gebäude und BHKW Annahmebehälter Kosten p.a /a /a Erlöse p.a /a /a Wirtschaftlichkeit /a /a

28 zusätzliche nicht berechnete Vorteile höhere Einspeisevergütungfür Bestand, da kein Anlagenstillstand in der Revisionszeit Wärme-und Stromversorgung der eigenen Anlagen durch eigene Wärme und eigenen Strom auch während der Revision der Altanlage möglich, da kein Anlagenstillstand Kosteneinsparung, da während der Revision kein Perkolat zwischengespeichert werden muss keine Mehrkosten für eine alternative Biomüllbehandlung während der Revisionszeit (z.b. Kompostierung) keine Mindereinnahmen (Entgelt Bad Kissingen) während der Revisionszeit

29 zusätzliche nicht berechnete Vorteile stabilerer Betrieb (größere Pufferkapazität, geringere Schwankungen in Gasmenge und Gasqualität) geringere Aufwärmkosten nach Revision des Perkolatfermenters Überbrückung der jahreszeitlichen Ausbringungsverbote in der Landwirtschaft möglich Erhöhung der Fermentertemperatur v.a. im Winter in der Altanlage Ggf. nötige Investitionen zur Reduzierung von Geruchs-und Methanemmissionen könnten unterbleiben

30 Risiken höherer Investitionsbedarf in der weiteren Planung niedrigere Energieerträge höhere Betriebsaufwendungen

31 Fazit 1. Die angesprochenen Verbesserungen der Anlage sind wirtschaftlich am sinnvollsten umzusetzen, wenn gleichzeitig eine Erweiterung der Anlagenkapazität auf t erreicht wird. 2. Im Hinblick auf bestehende Anliefermengen zur Kompostanlage, auf Gespräche mit anderen Kommunen und auf die geplante Änderung des KrW-/AbfG (Pflicht zur separaten Erfassung von Bioabfällen ab 2015) bestehen gute Chancen, die Anlage auszulasten. 3. Durch die Erweiterung können bis zu 500 Haushalte mehr mit klimafreundlichem Strom versorgt werden

32 Fazit Durch den mechanischen Aufschluss und die Entwässerung des Gärrestes wird eine wegweisende Optimierung der Trockenfermentationsanlage mit einer deutlich höheren Biogasausbeute erreicht. Das Bioabfallkonzept einschließlich der Kompostierung erfährt dadurch ein technisch realisierbares und wirtschaftlich darstellbares Repowering.

33 weiteres Vorgehen: Im Hinblick auf die nötigen Verbesserungen und anstehenden Revisionen ist ein zügiger Projektablauf sinnvoll Alle erforderlichen Ingenieurleistungen bis zur Mitwirkung bei der Vergabe sollten beauftragt werden. Abhängig von den jeweiligen Planungsergebnissen ist eine partielle Stornierungsoption für den Landkreis anzustreben (z.b. wenn erhebliche Abweichungen von den Ergebnissen der Vorplanung festgestellt werden).

34 Beschlussvorschlag: Der Umweltausschuss empfiehlt auf der Basis der vorliegenden Vorplanung folgende Ingenieurleistungen für die Erweiterung der Vergärungsanlage für Biomüll auf eine Jahreskapazität von t zu vergeben: Entwurfsplanung Genehmigungsplanung Ausführungsplanung Vorbereitung der Vergabe Mitwirkung bei der Vergabe