SynGas. Cluster-Forum Energie aus Abfall, Klärwerk Steinhäule, Neu-Ulm Dr. Stephan Mey

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1 SynGas Cluster-Forum Energie aus Abfall, Klärwerk Steinhäule, Neu-Ulm Dr. Stephan Mey

2 Kopf SynGas - Verfahren Überblick Idee des Kopf SynGas Verfahrens Umsetzung in der Praxis und Erfahrungen Heutiger Stand der Technologie 1

3 Das Kopf SynGas - Verfahren Die Idee im Jahr 1998 Klärschlamm ist reich an - Energie - Phosphor Aber Klärschlamm enthält - Bakterien und Viren - Hormone und Medikamente - Schwermetalle Die Herausforderung Entgiftung des Schlamms Wirtschaftlichkeit Phosphorreiche Asche Kopf SynGas Verfahren Vergasung des Klärschlamms in der Wirbelschicht - Effizienteste Methode: Gasmotor hat auch bei kleinen Leistungen einen Wirkungsgrad von 40% - Wirtschaftlichste Methode: Nur 1/5 der Luft gegenüber der Verbrennung und damit wesentlich kompakter - Umweltfreundlichste Methode: Das Prinzip der Vergasung verhindert zu jedem Zeitpunkt die Erzeugung von Dioxinen und Furanen 2

4 Das Kopf SynGas - Verfahren Umsetzung in der Praxis und Erfahrungen Kläranlage Balingen 16 Jahre Betriebserfahrung und Optimierung sowie Weiterentwicklung Klärschlamm t/a Trockenschlamm Betriebsstunden Nutzbare Wärme Nutzbarer Strom 250 kw 75 kw Installiert: 2000 Nachweis des Verfahrens und der Schlüsselkomponenten 2010 für doppelte Leistung umgebaut Entwicklung von Steuerungstechnik und Messverfahren Gemeinsam mit der 2010 erbauten Anlage in Mannheim wurden mit diesen Anlagen die Erfahrungen gesammelt, die zum endgültigen Kopf SynGas Verfahren führten 3

5 Das Kopf SynGas - Verfahren Umsetzung in der Praxis und Erfahrungen Erfahrungen aus Balingen und Mannheim: Vergaser: Kernkomponente: Balingen seit 2000 Mannheim seit 2010 störungsfreier Betrieb, ohne ausgetauscht zu werden Gasreinigung: Die Gasreinigung der Anlagen in Balingen und Mannheim waren nicht so ausgelegt, dass reines Synthesegas in einem Gasmotor zu nutzen war. Nur als Gemischt mit Faulgas Erweiterung von 4 auf 8 Reinigungsstufen für das Synthesegas Peripherie: Komponenten, wie: Wärmetauscher Filter Pumpen, etc. Anpassung der Materialeigenschaften für hohe Standfestigkeit Jetziges Produktportfolio mit 4 Anlagentypen 4

6 Das Kopf SynGas - Verfahren Heutiger Stand der Technologie 3000 t/a* t/a* BHKW - Lösung Derzeit im Bau in Koblenz Modular ausbaubar, bis t/a* 500 t/a* bis t/a* Wärmemodul mit und ohne ORC Balingen Stufe I (BHKW) Balingen Stufe II Mannheim Drei Projekte in abschließenden Verhandlungen Spezialvergaser für die Energienutzung in Zementwerken oder Müllverbrennungen, bei gleichzeitiger Nutzung der Asche (Anhang) * 100% Trockenschlamm 5

7 Das Kopf SynGas - Verfahren Heutiger Stand der Technologie Beispiel BHKW Lösung Koblenz Saurer Wäscher Hg Adsorber 2 H 2 S Adsorber Kohlenwasserstoff Adsorber Zentrifugal- Wäscher Quenche Abwasser- Aufbereitung 80 o o C Wärme Filter Staub C 880 C 1 Rohgas Luftvorwärmung und Zyklon Staub Vergaser Stufe II Luft Vergaser Stufe I Getrockneter Klärschlamm Reduktionsmittel Highlights des SynGas Verfahrens: Dekontaminierung und Massenreduktion bei hoher Temperatur Schwermetall- Entfernung Strom- & Wärme- Erzeugung Erzeugung einer wertvollen Asche:» Ungiftig» Reine Klärschlammasche» Geeignet zur Phosphor- Rückgewinnung und Düngemittelherstellung» Niedriger C-Gehalt Synthesegas 3 BHKW Strom Granulat-Kühlung Asche Granulat 4 P-Rückgewinnung Düngemittel Inertes Füllmaterial 6

8 Das Kopf SynGas - Verfahren Heutiger Stand der Technologie Effekt und Wirtschaftlichkeit * Verglichen mit entwässertem Schlamm 7

9 Das Kopf SynGas - Verfahren Zusammenfassung 20 Jahre Entwicklung von Anlagen zur thermischen Klärschlammverwertung 16 Jahre Betrieb und Optimierung sowie Entwicklung neuer Technologien Heute ein Produktportfolio, das den Bereich von 500 t/a bis t/a abdeckt und durch seine Wirtschaftlichkeit, trotz der künftig strengen Entsorgungsgesetze keine Erhöhung der Gebühren verursacht 8

10 Kopf SynGas Für weitere Informationen Dr. Stephan Mey Kopf SynGas GmbH Derendinger Straße Tübingen Germany Telefon: Mail: Tägliches Update der Aktivitäten in Koblenz: 9

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12 Anhang 11

13 SÜLZLE KOPF SynGas Tochterunternehmen zweier mittelständischer Traditionsunternehmen Anlagenbau Gebäudetechnik SynGas KOPF SynGas GmbH & Co. KG, gegründet im Jahr 2000 seit 2008 Tochter der SÜLZLE Gruppe und der AVAT/Unity KG 20 Mitarbeiter für Planung, Design, Inbetriebnahme und Betrieb der Klärschlammvergasungsanlagen SÜLZLE Gruppe mit insgesamt 700 Mitarbeiter Anlagenautomatisierung durch AVAT (80 Mitarbeiter) Eigenkapital der Kopf SynGas: 8,9 M 12

14 Wer wir sind Management Team Dr. Stephan Mey Geschäftsführer Dr. Johannes Judex Entwicklungsleiter Thomas Möller Leiter Projektabwicklung Pascal Ackermann Vertriebsleiter 30 Jahre im Energiesektor, MTU, ABB, MAN, Suzlon, agnion. Geschäftsführer in Deutschland, Schweiz, Dänemark und Malaysia. Doktor der Energie-und Verfahrenstechnik. Empfänger eines Bosch Awards. Zehn Jahre Erfahrung in der Vergasungsbranche, vier Jahre Forschung bei PSI und ETH Zürich. 20 Jahre Erfahrung als Projektmanager. Leiter Projektabwicklung und Technischer Leiter im Abwasserund Reinstwasser Bereich. Langjähriger Mitarbeiter bei Lurgi sowie Hager & Elsässer. Zehn Jahre Erfahrung im Bereich alternative Energien. Entwicklungsingenieur, Leiter Produktentwicklung und Cost Down, internationales Projektmanagement, technischer Vertrieb. 13

15 Wer wir sind Gesellschafter Heinrich Sülzle Andreas Sülzle Frank Ganssloser Geschäftsführer und Inhaber der SÜLZLE Gruppe Inhaber der Sülzle Gruppe und Geschäftsführer von SÜLZLE KOPF Anlagenbau Gründer und Geschäftsführer der AVAT Automation 14

16 Klärschlamm Herausforderungen 10 Mio. Tonnen Klärschlamm jährlich in der EU (Trockensubstanz) - Landwirtschaftliche Nutzung EU-weit immer noch 57% - Thermische Entsorgung heute bei noch lediglich 20% Gesundheitsgefährdende Rückstände - Wurmeier, Bakterien, Viren, Hormone, Medikamente - Schwermetalle Hohe Verbrauchs- und Transportkosten und starke Umweltbelastung - Die Kläranlage ist mit ca. 20% meistens der größte, kommunale Verbraucher - Aufwändiger Klärschlammtransport (oft mit 75% Wasser) Landwirtschaftliche Nutzung sowie Co-Verbrennung als Auslaufmodelle - EU-weites Bestreben nach P-Recycling und energetische Verwertung - P-Rückgewinnung erfordert Asche aus der Monoverwertung - Co-Verbrennung z.b. in Müllverbrennungsanlagen zunehmend untersagt 15

17 Weitere SynGas Schlamm-Verwertungssysteme Das kompakte SynGas Heat Modul Die kompakte Alternative zur reinen Wärmenutzung - Vergasung + Schlammtrocknung wärmeautark (keine extra Wärme nötig) - Einfacher, robuster Prozess - Erstklassige Entgiftung dank Hochtemperaturprozess (auch Schwermetalle) - Geringe Investitionskosten - Minimale Errichtungszeit (Vormontage im Werk) - von 500 Mg/a TS bis Mg/a TS 16

18 Weitere SynGas Schlamm-Verwertungssysteme Kompaktmodul für Stützfeuerung Die einfachste Lösung im Zusammenhang mit bestehenden Kraftund Zementwerken - Co-Verwertung des Schlamms bei gleichzeitiger Trennung der Asche - Keine Änderung in der vorhandenen Abgasreinigungsstufe des vorhandenen Kraftwerks nötig - Minimale Investitions- und Betriebskosten, maximaler Gewinn - Einfache und bewährte Technologie 17

19 Das SynGas Verfahren im Vergleich Wirtschaftlich und ökologisch der größte Nutzen mit SynGas Vergasung Verbrennung Pyrolyse HTC * Strom % ** + 15% ** + - Wärme +++ bis 80% ** ++ bis 80% ** + bis 50% ** - Asche als Dünger Wirtschaftlichkeit Eignung % Wirkungsgrad Einsatz von Gasmotoren mit einem hohen elektrischen Wirkungsgrad von ca. 40% Flexible Nutzung der Abwärme als Hoch- oder Niedertemperaturwärme Kohlenstoff-freie Asche mit hohem Phosphorgehalt Pyrolyse- und Verbrennungsverfahren nicht geeignet für den Einsatz hocheffizienter Gasmotoren Hydrothermale Karbonisierung (HTC) erzeugt trotz hoher Temperatur und Druck lediglich einen Primärenergieträger * Hydrothermale Karbonisierung ** Bezogen auf den eingesetzten Klärschlamm 18