Tagung der ETI-Arbeitsgruppe Biogas 08.12.2009 - Potsdam Ansätze zur Optimierung landwirtschaftlicher Biogasanlagen Trocknungsanlagen Jörn Budde, Teresa Suarez, Monika Heiermann, Alexander Schattauer, Matthias Plöchl Leibniz-Institut für Agrartechnik Abteilung Technikbewertung und Stoffkreisläufe
Gliederung Blockheizkraftwerke (BHKW) Trockner Trocknungsgut Ergebnisse der Monitoring-Phase Bewertung der Ergebnisse Zusammenfassung und Ausblick
BHKW Verbrennungsleistung in kw Elektrische Leistung in kw Thermische Leistung in kw Verlust in kw Elektr. Wirkungsgrad in % Therm. Wirkungsgrad in % Gesamtwirkungsgrad in % JMS 312 GS-B.LC 1.241 500 535 206 40,3 43,1 83,4 JGC 320 GS-N/P.LC 2.658 1.064 1.104 490 40,0 41,5 81,5
RIELA Dächerschachttrockner
Holzhackschnitzeltrockner
DORSET Bandtrockner (Sonderanfertigung)
RIELA Schubwendetrockner
Trocknungsgut Gärrest Körnermais, Getreide, Raps, Erbsen, Sojabohnen Holzhackschnitzel Biertreber Maissilage Sägemehl
Trocknungskapazität Dorset Bandtrockner Substrat Körnermais Separierter Gärrest Schubwendetrockner Sägemehl Holzhackschnitzel Holzhackschnitzeltrockner Dächerschachttrockner Maissilage Biertreber Menge pro Durchgang Menge pro Tag 28 t kontinuierlich 100 m³ ca. 5 m³ Annahmebehälter / kontinuierlich 35 t 6,2 t 70 m³ 7 t 10 t 10,8 t
Wärmenutzung Biogasanlage 1 x 1000 450 400 Energy [kwh] 350 300 250 200 150 100 50 Dorset belt dryer Wood Chip Dryers Roof dryer unavoidable heat loses Fermenter heating Heat for drying systems - 08.12.2009 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec www.eu-agrobiogas.net
Wärmenutzung Biogasanlage 2 - vorher 1.000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% produzierte therm. Energie [MWh] Gebäudeheizung [MWh] Jan 07 Feb 07 März 07 April 07 Mai 07 Juni 07 Juli 07 Aug 07 Sept 07 Okt 07 Nov 07 Dez 07 Therm. Energie [MWh] Nutzungsgrad [%] Nutzungsgrad [%]
Wärmenutzung Biogasanlage 2 - nachher 1.000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% produzierte therm. Energie [MWh] Schubwendetrock ner und Gebäudeheizung [MWh] Jan 09 Feb 09 März 09 April 09 Mai 09 Juni 09 Juli 09 Aug 09 Sept 09 Okt 09 Nov 09 Dez 09 Therm. Energie [MWh] Nutzungsgrad [%] Nutzungsgrad [%]
Spezifischer Wärmebedarf [kwh/kg H 2 O] 3 2 1 0 H2O Körnermais Holzhackschnitzel separierter Gärrest Maissilage Sägemehl Biertreber theoretischer RIELA Holzhackschnitzeltrockner DORSET RIELA Schubwendetrockner Wert Dächerschachttrockner Bandtrockner 08.12.2009 (Spezialanfert.) www.eu-agrobiogas.net
Massenstrom der frischen Substrate [kg/h] 1500 1000 500 0 Körnermais Holzhackschnitzel separierter Gärrest Maissilage Sägemehl Biertreber Körnermais RIELA Holzhackschnitzeltrockner DORSET RIELA Schubwendetrockner Dächerschachttrockner Bandtrockner 08.12.2009 (Spezialanfert.) www.eu-agrobiogas.net
Schubwendetrockner jährliche Trocknung [t] 5.000 4.500 4.000 3.500 3.000 2.500 2.000 1.500 1.000 500 Masse in Tonnen Trocknungszeit in Stunden 0 Körnermais Biertreber Sägemehl Maissilage
Schubwendetrockner Trocknungsgut und Alternativen [ ] 120.000 100.000 80.000 60.000 40.000 20.000 0 Körnermais Kosten Alternative in Kosten für Trocknung in Lohntrocknung Biertreber Soja Sägemehl Stroh als Einstreu Maissilage Heu
Schubwendetrockner Jahresbilanz [ ] 200.000 180.000 160.000 140.000 120.000 100.000 80.000 60.000 40.000 20.000 0 Jährliche Jährliche Ausgaben Jährliche Jährliche Einnahmen Kapitalkosten in (10 in Einsparungen durch durch "KWK-Bonus" Jahre, 6%) Alternative in in
Holzhackschnitzel- und Dächerschachttrockner: Trocknungsgut und Alternativen [ ] 80.000 70.000 60.000 50.000 40.000 30.000 20.000 10.000 0 Holzhackschnitzel in m³ Kosten Alternative in Kosten für Trocknung in Lohntrocknung Mais in t Lohntrocknung Getreide in t Lohntrocknung
Holzhackschnitzel- und Dächerschachttrockner: Jahresbilanz [ ] 80.000 70.000 60.000 50.000 40.000 30.000 20.000 10.000 0 Holzhackschnitzeltrockner Dächerschachttrockner Jährliche Kapitalkosten in Jährliche Ausgaben in Jährliche Einsparungen durch (15 Jahre, 6%) Alternative in
Zusammenfassung und Ausblick
Tagungsankündigung Energiepflanzen für Praktiker 23.02.2010 in Seddin (Heimvolkshochschule) Veranstalter: BiogasBeratungBornim (B3), Landesbauernverband, Landesamt für Verbraucherschutz, Landwirtschaft und Flurneuordnung, ATB
Danke für Ihre Aufmerksamkeit
Feeding and discharging
Schematic of heat fluxes 1 - main circle inlet 2 - main circle outlet 3 - circle A inlet 4 - circle A outlet 5 - circle B inlet 6 - circle B outlet
Results (Average values) Fresh material Water evaporated Fresh material dry matter (t d -1 ) dry matter (g kg -1 FM ) Energy consumed (g kg -1 FM ) (kwh d -1 ) maize silage 3.5 348.9 9 290 854.5 draff 7.6 269.6 11 062 971.0 saw dust 4.6 519.3 8697 983.5
Conclusions 39 to 46 % of the available excess heat could be used for drying 20.00 to 30.53 per ton additional income could be achieved due to the CHPbonus fee in Germany Drying of crops with natural gas would have cost between 43.49 and 66.36 per ton fresh matter Feed and turn dryer seems to be easily manageable. The operation personnel is able to adjust drying conditions appropriate for different goods without deep knowledge of thermodynamics It is a substantial improvement of the biogas plant It provides a significant increase of energy utilisation It produces high quality and high valuable feed and other products from own produce
1,3 MW CHPs and RIELA feed and turn dryer 1.000 100% 900 90% 800 700 600 500 400 300 200 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 100 10% 0 Jan 07 Feb 07 Mar 07 April 07 May 07 June 07 July 07 Aug 07 Sept 07 Oct 07 Nov 07 Dec 07 Jan 09 Feb 09 Mar 09 April 09 May 09 June 09 July 09 Aug 09 Sept 09 Oct 09 Nov 09 Dec 09 0% thermal energy [MWh] degree of utilisation [%]