www.lehmannmaschinenbau.de Sächsisch-tschechische Energiekonferenz LEHMANN Thema Innovative Biogastechnologie unter Nutzung landwirtschaftlicher und industrieller Reststoffe Autor: Dipl.-Ing. Thilo Lehmann 1
(Deutschland) Quelle: Fachagentur für Nachwachsende Rohstoffe www.lehmann-maschinenbau.de Sächsisch-tschechische Energiekonferenz 2
davon 2,4% BG (LWNFl 7,6%) www.lehmann-maschinenbau.de Sächsisch-tschechische Energiekonferenz 3
Biogasnutzung und seine Vorteile: Dezentral naturgegebener Prozess Grundlastfähig Einkommen sichernd Speicherfähig Spitzenlastfähig CO 2 - neutral Nachteile: Flächenkonkurrenz zur Nahrungsherstellung Faulungsprozess Geruchsentwicklung Akzeptanzprobleme Hohe Investitionskosten Aufwendige Betreuung hohe Kosten Maissilagelastig - Monokultur Anteil der Biogastechnologie an erneuerbaren Energie endlich www.lehmann-maschinenbau.de Sächsisch-tschechische Energiekonferenz 4
Was kann innovative Biogastechnologie leisten? www.lehmann-maschinenbau.de Sächsisch-tschechische Energiekonferenz 5
Erhöhung des Wirkungsgrades Bessere Ausnutzung der organischen Trockensubstanz Derzeit ca. 55-62% Abbau (herkömmliche Anlagen) gegenüber chemischen Vollaufschluss Ziel: Abbaurate (Ausfaulgrad) größer 80% erreichen www.lehmann-maschinenbau.de Sächsisch-tschechische Energiekonferenz 6
Wirkprinzipien anwenden und verbessern / neue Verfahren entwickeln Thermo-mechanischen Aufschluß Desintegration Enzyme Katalysatoren zur Beschleunigung Effektive Bakterien Einfachverfahren, z.b. Aufstromverfahren Mehrstufige Verfahren Chemische Zusätze www.lehmann-maschinenbau.de Sächsisch-tschechische Energiekonferenz 7
Einsatzmöglichkeit von Substraten und Reststoffen konsequent erschließen Energiepflanzen und Reststoffe, die nicht in Konkurrenz zur Nahrungserzeugung stehen Stroh 8-13 Mio. t/a (Studie DBFZ) Rapsstroh, Maisstroh Spreu aller Nutzpflanzen Grünlandnutzung (Deponien, Bergbaufolgelandschaft) Kommunale Abfälle Mehrjährige Pflanzen Landschaftspflegematerial und Begleitgrün Alle landwirtschaftlich oder in Verarbeitungsanlagen nicht genutzte Reststoffe wie Glyzerin, Mellasse, Kleie, Siebüberlauf, Konfiskate, Trester u.a. www.lehmann-maschinenbau.de Sächsisch-tschechische Energiekonferenz 8
Wirkungsgrad der Stromerzeugung erhöhen Motorwirkungsgrad bei Gas-Otto-Motoren über 40% Motorwirkungsgrad bei Zündstrahlmotoren über 48% Brennstoffzellenentwicklung Klein-BHKW Dachs BHKW (Quelle: SenerTec) SFOC Zelle (Quelle: IKTS) www.lehmann-maschinenbau.de Sächsisch-tschechische Energiekonferenz 9
Wärmenutzungskonzepte Trocknung Heizung für Wohnungen Technologische Wärme (industrielle Nutzung) Kälteerzeugung www.lehmann-maschinenbau.de Sächsisch-tschechische Energiekonferenz 10
Stoffliche Nutzung der Reststoffe Naturdünger flüssig (aufkonzentriert), fest (granuliert) Volldünger Naturfaserverbundstoffe (Compounds) Spritz- und extrudierfähige Dämmstoffe www.lehmann-maschinenbau.de Sächsisch-tschechische Energiekonferenz 11
Gerüche und Problemstoffe binden und Hemmungen im Prozess abbauen H 2 S (Schwefelwasserstoff) binden Düngewirkung der Gärreste verbessern Ammoniak binden und als Düngemittel, z.b. Ammoniumsulfat, einsetzen Wege durch Zugabe von Additiven Fe 2 -Basis Anastripverfahren Wäsche Aufkonzentration www.lehmann-maschinenbau.de Sächsisch-tschechische Energiekonferenz 12
Gasaufbereitung Einspeisung als Biomethan ins Erdgasnetz (Speicherung) Biogas-Verdichtung Tankstellen Nutzung in Satelliten-BHKW Antrieb für Fahrzeuge Traktoren, landwirtschaftliche Fahrzeuge Gasgetriebene Motoren Nutzung von Biogas für Turbinen, KWK-Prozesse Ablösung von Erdgas Projektskizze Elektrischer Einzelradantrieb TU Dresden Prof. für Agrarsystemtechnik, gefördert von SAB www.lehmann-maschinenbau.de Sächsisch-tschechische Energiekonferenz 13
Energieautarken Betrieb organisieren Kommunen s. Güssing, s. Reuth im Vogtland Kläranlagen Derzeit nur 25% des verbrauchten Eigenstroms aus Biogas Co-Fermentation Eigenversorgung Häuser Betriebe Wärme- oder stromgeführt www.lehmann-maschinenbau.de Sächsisch-tschechische Energiekonferenz 14
Holzfaserstoff (Mikroskop REM) thermo- mechanisch aufgeschlossen mittels Doppelschneckenextruder www.lehmann-maschinenbau.de Sächsisch-tschechische Energiekonferenz 15
Bioextruder im Einsatz Hühnermist www.lehmann-maschinenbau.de Sächsisch-tschechische Energiekonferenz 16
Extrusion von Stallmist Stallmist www.lehmann-maschinenbau.de Sächsisch-tschechische Energiekonferenz 17
Extrusion von Deichschnitt Deichschnitt www.lehmann-maschinenbau.de Sächsisch-tschechische Energiekonferenz 18
Methanertragssteigerung durch Bioextrusion ohne Bioextrusion mit Bioextrusion 350,0 +14% +26% +50% +50% +74% +11% +69% +19% +73% +84% +268% +27% +16% 300,0 250,0 200,0 150,0 100,0 50,0 0,0 Maissilage Grassilage Stroh m. geringem Kornanteil GP-Feinschnitt Grassamenstroh Putenmist Rindermist-/Silagereste 1 1 2 2 2 2 2 2 3 2 2 2 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Tomaten (getrocknet) Traubentrester Gärreste (entwässert) Fermentersubstrat Rapssilage Hybridroggensilage Angaben in l N / kg ots Quellen: 1 Sächs. Landesanstalt f. Landwirtschaft, 2 Biogas Oberfranken, 3 Prüf- u. Forschungsinst. Pirmasens, Batchversuche nach VDJ 4630 www.lehmann-maschinenbau.de Sächsisch-tschechische Energiekonferenz 19
Grassilagevergärung www.lehmann-maschinenbau.de Sächsisch-tschechische Energiekonferenz 20
Nutzung hochlignozellulosehaltiger Reststoffe und Substrate durch Bioextrusion www.lehmann-maschinenbau.de Sächsisch-tschechische Energiekonferenz 21
Strohvergärung 700 zufuhrspez. Gassumme (ln/kgotrzu) 600 500 400 300 200 100 0 588 Nl 535 Nl 441 Nl 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Versuchsdauer (d) Weizenstroh unbehandelt Weizenstroh extrudiert Weizenstroh NaOH-Vollaufschluss Quelle: Fraunhofer Gesellschaft IKTS Dresden www.lehmann-maschinenbau.de Sächsisch-tschechische Energiekonferenz 22
BGA Pöhl 499 kw el - Baubeginn im Februar 2008 - Inbetriebnahme Ende Dezember 2008 - Input ca. 30 t/d nachwachsende Rohstoffe Unsere Demonstrations- und Modell-Biogasanlage zur Trockenfermentation 499 kw elektr. Besonderheiten der Biogasanlage - Bioextrusion - außenliegende Rührwerke m. Wärmeeintrag - Separation des Gärrestes - Kompaktierung / Pelletierung des Gärrestes mit Trocknung - Gasentschwefelung nach BioPEAC-Verfahren Input: strohiger Mist, Landschaftspflegematerial, trockene Ganzpflanzensilage, Maissilage, Grassilage und einem hohen Grasanteil von 55% www.lehmann-maschinenbau.de Sächsisch-tschechische Energiekonferenz 23
Repowering Nachrüstung bestehender Anlagen Verbesserung des Ausfaulgrades Gesteigerte Abbaurate der organischen Trockensubstanz Leichterer Abbau inkrustierter Zellulose und Hemizellulose Viele Substrate sind ohne Bioextrusion (thermomechanischen Aufschluss ) nicht biogasanlagenfähig. www.lehmann-maschinenbau.de Sächsisch-tschechische Energiekonferenz 24
Kontakt LEHMANN Jocketa Bahnhofstraße 34 08543 Pöhl Dipl.-Ing. Thilo Lehmann Geschäftsführung Tel.: (+49) (0)37439 / 7440 Fax: (+49) (0)37439 / 74425 anfrage@lehmann-maschinenbau.de www.lehmann-maschinenbau.de www.lehmann-maschinenbau.de Sächsisch-tschechische Energiekonferenz 25