Verbrennung von Traubentresterpellets in Rheinland Pfalz ein lokaler Ansatz

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1 Verbrennung von Traubentresterpellets in Rheinland Pfalz ein lokaler Ansatz

2 Vorstellung des IfA Gelände des DLR Rheinpfalz in NW Mußbach Landeseigene gemeinnützige GmbH Umwelttechnik Umweltchemie Umweltsysteme 25 Jahre Erfahrung in der angewandten Forschung mit über 100 Projektpartnern weltweit tätig Quelle: WMS Service BasisDOP der VermKV RLP

3 Inhalte Einführung Produktion alternativer Brennstoffe am Beispiel Traubentrester Erfahrungen bei der Verbrennung Problematik bei Umsetzung von Verwertungskonzepten Diskussion

4 Einführung In und Output Stoffe Verpackung Output Lärmemissionen Abluft Abfall Abwasser Wertstoffe Energie Rohstoffe Betriebsmittel Wasser Input Produktion Vermarktung Abwärme Geruchsemission Hilfsmittel Luft Landwirtschaftliche Produkte Output Holz Saft Sekt Wein

5 Einführung Reststoff und Ressourcenmanagement Biogaserzeugung Der Rohstoff: Organische Reststoffe aus den Betrieben Biogene Brennstoffe Der Rohstoff: Feste organische Reststoffe Das Prinzip: Anaerobe Vergärung Das Prinzip: Trocknung, Zerkleinerung Pressung Die Verwertung: Verbrennung des Biogases im BHKW Die Verwertung: dezentrale Energieversorgung;

6 Einführung Geodatenanalyse

7 Einführung Daten und Fakten - Rückstände der Weinbereitung Energieverbrauch - 0,15 kwh/l (elektr.) - 0,8 kwh/l (therm.) Abwässer: - ca. 4 l/liter Wein - 40 m³/ha x a Trubstoffe - 1,8 m³/ha x a Rebholz - 3,0 t/ha x a Trester - 2,5 t/ha x a Die Produktionsrückstände enthalten ca. 97% der Gesamtenergie Welche Verwertungsstrategien gibt es?

8 Produktion von Tresterpellets EU Patent EP B1: Verfahren zur Herstellung von Brennstoff aus Traubentrester, insbesondere in Form von Pellets Traubentrester Flüssige Rückstände Mechanische Entwässerung Feste Rückstände Bioethanol Industriealkohol Biogas Thermische Entwässerung Aufbereitung Rückstände Brennstoff (z.b. Pellets) Verwertung Landwirtschaft Asche

9 Produktion von Tresterpellets Traubentrester als biogener Festbrennstoff in der Wärmeversorgung 1. Verfahrensschritt Lagerung und Entwässerung mittels industriellen Schneckenpressen auf eine Restfeuchte von 45 55% 2. Verfahrensschritt Verwertung des Presswassers zur Herstellung von Bioethanol oder Co Substrat in der Biogasanlage 3. Verfahrensschritt Restentfeuchtung mittels Kondens, Trommel, Bandtrockner oder solare Trocknung auf < 15% Restfeuchte 4. Verfahrensschritt Herstellung von Pellets mittels Flach oder Rundmatrizenpresse

10 Charakteristik der Tresterpellets Pelletierung Schüttdichte: 675 kg/m³ Rohdichte: 1240 kg/m³ Abrieb: < 2,5% hohe Pelletqualität Chemische Analyse Parameter Einheit Tresterpellets Fichtenholz Wassergehalt Gew. % 12,9 15,0 Heizwert MJ/kg 19,8 18,4 Aschegehalt Gew. % 6,47 0,6 Kohlenstoff Gew. % 53,6 49,8 Wasserstoff Gew. % 6,43 6,3 Sauerstoff Gew. % 34,5 43,2 Stickstoff Gew. % 1,89 0,13 Schwefel Gew. % 0,12 0,015 Chlor Gew. % 0,0038 0,005 Abbrandversuche kontinuierlicher Eintrag sehr guter Ausbrand keine Verschlackung gute Verbrennungseigenschaften

11 Verbrennung von Tresterpellets Ergebnisse der Brennwertbestimmung Brennwert unterschiedlicher Energieträger 50 Durchschnittswerte Weintrester 21,8 GJ/t 46,0 Brennwert Ho (wf) [GJ/t] ,0 nachwachsende Rohstoffe 18,8 GJ/t Fossile Energieträger 36,3 GJ/t 21,1 21,4 23,4 23,5 21,1 18,8 20,2 17,6 16,6 16,0 15,2 18,9 18,7 18,2 23,6 23,6 43,1 39,0 32,0 21, Energieträger Quellen: Gemis 4.2, Baulexikon, Energie aus Biomasse

12 Verbrennung von Tresterpellets Durchsatz O 2 CO 2 CO NO x [kg/h] [Vol.%] [Vol.%] [mg/nm³] [mg/nm³] 15,4 8,2 12,3 34,6 536,7 12,2 9,5 11,1 51,5 477,2 Verbrennungsversuche bei der Fa. Ökotherm bezogen auf 11 Vol.% O 2 im Abgas

13 Verbrennung von Tresterpellets Demonstrationsanlage der RLP AgroScience zur Warmwasserversorgung des DLR Rheinpfalz

14 Verwertungsstrategien Tresterpellets als fester Brennstoff Verbrennung in Kleinfeuerungsanlagen Einhaltung von Emissionsgrenzwerten Einordnung Tresterpellets in das europäische Normierungssystem Verbrennung in Großanlagen > 100 kw Ausbringung der Verbrennungsasche als Düngemittel Einhaltung rechtlicher Vorgaben Nährstoffzusammensetzung und Schadstoffe Optimierung der Pelletproduktion Nutzung von Abwärme von Biogasanlagen zur Trocknung von Trester Auswahl geeigneter Betriebs u. Vertriebskonzepte Genossenschaftlich, marktwirtschaftlich,

15 Verwertungsstrategien Reststoff Menge Biogaspotential / Heizwert energetisches Potential in RLP Trester 2,5 Tonnen/ha 18,8 MJ/kg 350 GWh/Jahr Rebholz 3,0 Tonnen/ha 17,8 MJ/kg 460 GWh/Jahr Abwässer 38 m³/ha 2,5 m³ Biogas/m³ 33 GWh/Jahr Trubstoffe/Filterrücks 0,8 Tonnen/ha 120 m³ Biogas/m³ 53 GWh/Jahr tände Trauben (Überschuss) 1,0 Tonnen/ha 250 m³ Biogas/m³ 87 GWh/Jahr Summe: 983 GWh/Jahr zum Vergleich: 983 GWh entsprechen dem Energieverbrauch von Einfamilienhäusern einem Heizöläquivalent von ca. 98 Mio. Litern/Jahr Tonnen CO 2 Einsparung pro Jahr

16 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! Institut für Agrarökologie Dr. Sandra Lang