erfahrungen mit der konzeption und dem betrieb einer ... · emissionsminderungsbonus = 1 ct/kwh...
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Deutsches Biomasse ForschungszentrumEnergetische Nutzung von Landschaftspflegematerial
Erfahrungen mit der Konzeption und dem Betrieb einer Grüngut-
Vergärungsanlage im Verbund mit der Kompostierung und der
energetischen Nutzung von Holz
Franz Werner Dietz SIUS GmbH, Völklingen Saar
Prokurist, Leiter Engineering
weitere Ansprechpartner Wilhelm Kühn SIUS GmbH, Völklingen Saar
Geschäftsführerwww.sius-online.de
Michael Buchheit BBG Donau-Wald mbHTechnischer Geschäftsführer
SIUS GmbH: Werke und Beteiligungsgesellschaften
Bayern
Baden -Wuerttemberg
Saarland
Rheinland -Pfalz
Hessen
Nordrhein -Westfalen
Thüringen
Sachsen
Sachsen - AnhaltBranden -burg
Österreich
Frankreich
Polen
Belgien Holland
Schweiz
-
Bayern
Baden -Wuerttemberg
Saarland
Rheinland -Pfalz
Hessen
Nordrhein -Westfalen
ThüringenSachsen
Sachsen-AnhaltBrandenburg
Österreich
Frankreich
Polen
Holland
Schweiz
-
Kompostierungsund Vergärungsanlagen
Hauptsitz
Beteiligungs -gesellschaften
Kompostierungsund Vergärungsanlagen
Hauptsitz
Beteiligungs -gesellschaften
Belgien
Betrieb direkt oder in Beteiligungsgesellschaften
Engineeringalle Leistungsschritte bis zur Abnahme
von
Kompostierungsanlagen Vergärungsanlagen
Mechanisch-biologische Restabfall-
behandlungsanlagen
ca.190.000 t/a Bioabfall ca. 60.000 t/a Grünschnitt
www.sius-online.de
Biokompost-Betriebsgesellschaft Donau Wald mbH
Partner: Abfallwirtschaftsgesellschaft Donau-Wald mbH und SIUS GmbH
Aufgaben: Verwertung aller im Verbandsgebiet anfallenden Bio- und Grüngutabfälle
Eigenverantwortliche Betriebsführung von:
Bioabfallverwertungsanlage Passau (ca. 44.000 t/a)
Bioabfallkompostwerk Regen (ca. 12.000 t/a)
7 Grüngutkompostierungsanlagen u. 11 Grüngutannahmestellen (ca. 56.000 t/a)1 Grüngut-NawaRo Vergärungsanlage (ca. 18.000 t/a)
Vermarktung des erzeugten Kompostes (ca. 30.000 t/a)
Vermarktung des erzeugten Flüssigdüngers (ca. 24.000 t/a)
Projekt: Public-Private-Partnership für eine gemeinsame Betriebsgesellschaft
Lkr. Deggendorf Lkr. Freyung-Grafenau Lkr. Passau Stadt Passau
Public-Private-Partnership BBG
ZAW Donau-Wald
51 % 49 %
BBG Donau-Wald mbH
SIUS GmbHAWG Donau-Wald mbH
Lkr. Regen
Einwohner gesamtca. 520.000
Haushalte gesamtca. 220.000
Einzugsgebietca. 4.500 km²
Städte, Gemeinden114
Gründungsjahr 1996
www.bbg-bayern.de
Kompostieranlage
Grüngutannahmestelle
Kompostwerk / Vergärungsanlage
Standorte der BBG Donau-Wald mbH
BAVA Passau
Kompostwerk Regen
Grüngutkompostierungsanlagen
Grüngutvergärungsanlage Regen
BBG Konzept
Das besondere Konzept der SIUS/BBG besteht darin, dass man aus den vorhandenen
biologischen Abfällen (Grüngut und Bioabfall) regenerative Energie (thermisch und
elektrisch) gewinnt. Trotzdem werden die hervorragenden düngenden Eigenschaften der
Komposte beibehalten.
Wir kombinieren die energetische mit der stofflichen Nutzung.
nur Verbrennung bedeutet: keine stoffliche Verwertung (Endprodukt Asche)
nur Kompostierung bedeutet: keine energetische Verwertung (Endprodukt Kompost)
Bei unserem Konzept
!!!!! Kein Gegensatz!!!!!
Energieerzeugung stoffliche Verwertung
Grundlagen der Vergärung
TS30%
oTS ana = 0%TS = 22...24 %Hydrolyse Säurebildung Methan
Pfropfen
TS30%TS30%
oTS ana = 0%TS = 22...24 %Hydrolyse Säurebildung MethanHydrolyse Säurebildung Methan
PfropfenPfropfenPfropfen
Zur Vergärung von Bioabfällen und/oder Grünschnitt kommen im Wesentlichen„Feststoffvergärungsverfahren bzw. Trockenfermentationsverfahren! (TS 25 -35 %)zum Einsatz
Vergärung oder Fermentation ist die Umsetzung von biologischen Materialien mitHilfe von Bakterien-, Pilz- oder Zellkulturen unter Ausschluss von Luft. Es sinddieselben Bakterien, die zum Beispiel im Pansen von Wiederkäuern oder inSümpfen vorkommen.
Quelle: Kompogas
Grundlagen der Kompogas-Pfropfenstrom-Trockenfermentation
Grundlagen der Kompogas-Pfropfenstrom-Trockenfermentation
Verweilzeit
Eintrag Austrag
Impfung
Durchlaufzeit
Verweilzeit
Eintrag Austrag
Impfung
Durchlaufzeit
Quelle: Kompogas
M
M
P
MP
FermenterThermophiler Prozess ca. 55 C
Mischer
Input -Substrat
BHKW
Gärrest - flüssig
Biogas
StromWärme
Gärrest - festTrenn-Aggregat
InputTS > 30 %
Impfmaterial
Anmaischwasser
OutputTS ca. 12 -15%
Trockenfermentation - Pfropfenstrom
Projekt: Grüngutvergärungsanlage RegenGVA Regen
Grüngutvergärung und Kompostierung von Biomasse aus der Landschaftspflege
Neue Wege in der GrüngutverwertungOptimierte Grüngutverwertung gemeinsam mit NawaRo am Beispiel Regen.
Bioenergie aus der Landschaftspflege
Erneuerbare Energien Gesetz (EEG) von 2009
Grundvergütung Stand 2009: bis 150 KW = 11,67 ct/kWh
bis 500 KW = 9,18 ct/kWh
bis 5 MW = 8,25 ct/kWh
Technologiebonus = 2 ct/KWh Bonus für innovative Techniken
KWK-Bonus = 3 ct/kWh Bonus für hochwertige Wärmenutzung
Emissionsminderungsbonus = 1 ct/KWh Bonus bei Unterschreitung der TA-Luft
Grenzwerte Formaldehyd im Abgasstrom < 40 mg/m³
NawaRo-Bonus = 7 ct/KWh Bonus für Einsatz von NawaRokommunale Grüngutabfälle gelten als NawaRo
Landschaftspflegebonus = 2 ct/KWh wenn überwiegend Material aus der
Landschaftspflege eingesetzt wird.
kommunale Grünabfälle gelten als Landschaftspflegematerial
Ausgangssituation
Gesamtanliefermenge Grüngut
0 m³
50.000 m³
100.000 m³
150.000 m³
200.000 m³
250.000 m³
1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 20060 Mg/a
10.000 Mg/a
20.000 Mg/a
30.000 Mg/a
40.000 Mg/a
50.000 Mg/a
60.000 Mg/a
m³/aMg/a
Auslastungsgrenze
Ausgangssituation
Jährlich steigende Grüngut-Mengen führten zur
Überlastung der Kompostieranlagen
Überlastung des mobilen Maschinenparks
Die möglichen Optimierungsmaßnahmen wurden bereits vollständig ausgeschöpft:
Verkürzung der Rottezeit von 10 auf 4 Monate
Erhöhung der zulässigen Mietenhöhe von 2,5 auf 3,5 m
landwirtschaftliche Verwertung von Frischkompost
Konzept Grüngutverwertung
Um der Überlastung der Grüngutkompostierungsanlagen und des mobilen Maschinenparks entgegen zu treten, wurde von uns folgendes realisiert:
• Das Grüngut wird wie bisher auf den Grüngutkompostierungsanlagen und -annahmestellen angeliefert. Dort
wird das Material gehäckselt und direkt gesiebt. Bei der Siebung erhalten wir 3 Fraktionen
< 15 mm, sandige Fraktion
> 15 mm und < 60 mm und krautig, grasige Fraktion
> 60 mm hergestellt. holzige Fraktion, Biomassebrennstoff
Ziel des Konzeptes war es die wirtschaftlichste Lösung unter gleichzeitiger Verbesserung der Ökologie zu gewährleisten!
Grobaufbereitung – Grüngutkompostierungsanlagen und –annahmestellen (mobiler Schredder und Siebanlage)
Anlieferung
Zerkleinerung
Grüngut
Fertigkompost zur Vermarktung
Fermenter
Feinaufbereitung KlassierungSiebreste
Rotte – Grüngutkompostierungsanlagen
Vergärung
Rotteverlust
BHKWBiogas
Strom Wärme
Notfackel
PresswasserSpeicherbeckenLandwirtschaftliche
VerwertungEntwässerung
ZwischenbunkerBeschickungsdosierer
< 60 mm
Nachrotte
Biomasse-heizkraftwerk
Verladung
NawaRo
KlassierungHolzige Bestandteile
Konzept-Verfahrensfließbild
Konzept Grüngutverwertung
I. Anpassung der Arbeitsmaschinen und Transportkapazitäten des mobilen Maschinenparks
II. Herstellung von ca. 10.000 Mg/a Biomassebrennstoff aus Grüngut
III. Errichtung neuer Behandlungskapazitäten für 14.000 Mg/a aufbereitetes Grüngut
Konzept Grüngutverwertung
I. Anpassung der Arbeitsmaschinen und Transportkapazitäten des mobilen Maschinenparks
II. Herstellung von ca. 10.000 Mg/a Biomassebrennstoff aus Grüngut
III. Errichtung neuer Behandlungskapazitäten für 14.000 Mg/a aufbereitetes Grüngut
Konzept GrüngutverwertungAnpassung der Arbeitsmaschinen und Transportkapazitäten des mobilen Maschinenparks
zu I. Anpassung der Arbeitsmaschinen und Transportkapazitäten des mobilen Maschinenparks
Konzept Grüngutverwertung
I. Anpassung der Arbeitsmaschinen und Transportkapazitäten des mobilen Maschinenparks
II. Herstellung von ca. 10.000 Mg/a Biomassebrennstoff aus Grüngut
III. Errichtung neuer Behandlungskapazitäten für 14.000 Mg/a aufbereitetes Grüngut
Konzept GrüngutverwertungHerstellung von ca. 10.000 Mg/a Biomassebrennstoff aus Grüngut
zu II. Herstellung von ca. 10.000 Mg/a Biomassebrennstoff aus Grüngut
• Seit einigen Jahren wird in der Branche bereits erfolgreich eine heizwertreiche, holzige Fraktion für die Biomasseverbrennung aus dem Grüngut abgetrennt.
• Versuche das ganze Grüngut zu verbrennen, sind an dem hohen Chlorgehalt der Blätter, dem schlecht verbrennenden frischen Gras und insbesondere an dem hohen Sandanteil, der als Asche (bis zu 20%) bei der Verbrennung anfällt, gescheitert.
• Auch die BBG testet bereits seit Jahren erfolgreich die Ausschleusung einer heizwertreichen Fraktion.
• Auf der Grundlage dieser Tests kann man festhalten, dass die BBG ca. 10.000 Mg/a an holzigem Material die Biomasseverbrennung gewinnen kann.
• Das holzige Material wird von einem Spezialisten weiterverarbeitet. Dabei erzielt die BBG für das Material Erlöse, die für die erhöhten Maschineneinsätze verwendet werden.
Konzept GrüngutverwertungHerstellung von ca. 10.000 Mg/a Biomassebrennstoff aus Grüngut
Konzept Grüngutverwertung
I. Anpassung der Arbeitsmaschinen und Transportkapazitäten des mobilen Maschinenparks
II. Herstellung von ca. 10.000 Mg/a Biomassebrennstoff aus Grüngut
III. Errichtung neuer Behandlungskapazitäten für 14.000 Mg/a aufbereitetes Grüngut
Baustelle: Spatenstich 21.05.2007Errichtung neuer Behandlungskapazitäten für 14.000 Mg/a aufbereitetes Grüngut
BaustelleErrichtung neuer Behandlungskapazitäten für 14.000 Mg/a aufbereitetes Grüngut
BaustelleErrichtung neuer Behandlungskapazitäten für 14.000 Mg/a aufbereitetes Grüngut
BaustelleErrichtung neuer Behandlungskapazitäten für 14.000 Mg/a aufbereitetes Grüngut
InvestitionskostenErrichtung neuer Behandlungskapazitäten für 14.000 Mg/a aufbereitetes Grüngut
Mio. €
Bauteil 2.35
Masch. u. Elektrotechn. Ausstattung 0.87
BHKW 0.51
Engineering 1.0
Sonstige Kosten 0.2
Gesamtsumme 4.93
Realisierung Grüngutvergärung RegenErrichtung neuer Behandlungskapazitäten für 14.000 Mg/a aufbereitetes Grüngut
politische Genehmigung 15.12.2006
Genehmigung /Ausschreibung / Vergabe Jan.– Mai 2007
Spatenstich 21.05.2007
Rohbaufertigstellung Oktober 2007
Kaltinbetriebnahme November 2007
Warminbetriebnahme 05.12.2007
erste Stromeinspeisung 27.12.2007
Mai 2007 Dezember 2007August 2007
Standort Regen
Einstufige thermophile Trockenvergärung mit statisch – dynamischer NachrotteDurchsatz: 18.000 Mg/aEnergie el. 4.000 MWh/aBetreiber: BBGPlaner: SIUSBetriebsgesellschaft: BBG (51%AWG 49 % SIUS)Betriebssupport : SIUS
Realisierung Grüngutvergärung RegenErrichtung neuer Behandlungskapazitäten für 14.000 Mg/a aufbereitetes Grüngut
• Für die Verarbeitung von 14.000 t/a aufbereitetem Grünschnitt• Plus 4.000 t/a NawaRo s
Verarbeitungsmengen RegenGrüngutvergärungsanlage Regen
0
2.000
4.000
6.000
8.000
10.000
12.000
14.000
16.000
01.01.09
15.01.09
29.01.09
12.02.09
26.02.09
12.03.09
26.03.09
09.04.09
23.04.09
07.05.09
21.05.09
04.06.09
18.06.09
02.07.09
16.07.09
30.07.09
13.08.09
27.08.09
10.09.09
24.09.09
08.10.09
22.10.09
05.11.09
19.11.09
03.12.09
17.12.09
31.12.09
Mg
Grüngut-Einsatz kumuliert
Grüngut Sollmenge
Verarbeitungsmengen RegenGrüngutvergärungsanlage Regen
0
5.000
10.000
15.000
20.000
25.00001.01.09
15.01.09
29.01.09
12.02.09
26.02.09
12.03.09
26.03.09
09.04.09
23.04.09
07.05.09
21.05.09
04.06.09
18.06.09
02.07.09
16.07.09
30.07.09
13.08.09
27.08.09
10.09.09
24.09.09
08.10.09
22.10.09
05.11.09
19.11.09
03.12.09
17.12.09
31.12.09
NaWaRo - Grüngut kumuliert
Grüngut Grassilage Maissilage Körnermais Körnerfrucht Sollmenge
Wärmemengen 2010 GVA Regen
0
500.000
1.000.000
1.500.000
2.000.000
2.500.000
01.01.10
15.01.10
29.01.10
12.02.10
26.02.10
12.03.10
26.03.10
09.04.10
23.04.10
07.05.10
21.05.10
04.06.10
18.06.10
02.07.10
16.07.10
30.07.10
13.08.10
27.08.10
10.09.10
24.09.10
08.10.10
22.10.10
05.11.10
19.11.10
03.12.10
17.12.10
31.12.10
KWh
Wärmemengen Mengen 2009
Stromerlöse 2010 GVA Regen
0,00
100.000,00
200.000,00
300.000,00
400.000,00
500.000,00
600.000,00
700.000,00
800.000,00
900.000,00
1.000.000,0001.01.10
15.01.10
29.01.10
12.02.10
26.02.10
12.03.10
26.03.10
09.04.10
23.04.10
07.05.10
21.05.10
04.06.10
18.06.10
02.07.10
16.07.10
30.07.10
13.08.10
27.08.10
10.09.10
24.09.10
08.10.10
22.10.10
05.11.10
19.11.10
03.12.10
17.12.10
31.12.10
Euro
Stromerlöse kum. Sollmengen Erlöse erstattet Stromerlöse 2009
Mengenaufteilung Verarbeitung
Kompostierung31.000 Mg/a
57%
Vergärung14.000 Mg/a
25%
Verbrennung10.000 Mg/a
18%
Kompostierung Vergärung Verbrennung
vorher
nur Kompostierung
von ca. 55.000 Mg/a
Konzept Grüngutverwertung
nacher
Verbrennung / Vergärung / Kompostierung
von ca. 55.000 Mg/a
Wir gewinnen mit unserem Konzept aus 50.000 t/a Grüngut:
• einen Brennstoff (ca. 10.000 t/a) mit einem Heizwert Hu von ca. 12 MJ/Kg
• ca. 500 bis 600 KW elektrische Energie
• ca. 400 bis 500 KW Wärme für ein Nahwärmenetz (kleines Dorf und Gewerbe) und ersetzen damit Heizöl, Erdgas und Strom
• ca. 18.000 t/a hochwertigen gütegesicherten Kompost
• ca. 6.000 m³/a hochwertigen Flüssigdünger
Konzept-Kennzahlen:
Wir binden die regionale Landwirtschaft mit der Lieferung von NawaRo (Gras- und Maissilage) und der Verwertung des Flüssigdüngers sinnvoll in unser Projekt ein
Kompostierung
Kompostierung: Vermarktungsmengen
02.0004.0006.0008.000
10.00012.00014.00016.00018.00020.00022.00024.00026.00028.00030.00032.00034.00036.00038.00040.00042.00044.00046.00048.00050.00052.00054.00056.00058.00060.00062.00064.00066.00068.00070.00072.000
1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
cbm
Bio-Frischkompost Bio-Fertigkompost Häckselgut G-Frischkompost G-Fertigkompost Sackware Kompost
Sackware Blumenerde Sackware Rindenmulch Kräuter-u.Gartenerde Erdensubstrat lose Graberde Sackware 45 Rindenmulch lose
Rasenfit Premiumkompost Pflanzerde Sackware Rasenfit Graberde Sackware 20 l Sackware Blumenerde 20 l
Kompostierung: Vermarktungserlöse
025.00050.00075.000
100.000125.000150.000175.000200.000225.000250.000275.000300.000325.000350.000375.000400.000425.000450.000475.000500.000525.000550.000575.000600.000625.000650.000675.000700.000725.000750.000775.000800.000825.000850.000
1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
Euro
Bio-Frischkompost Bio-Fertigkompost Grün-Gär/Frischkompost Grün-Fertigkompost Kompost Sackware Blumenerde Sackware
Rindenmulch Sackware Kräuter-uGartenerde Erdensubstrat lose Graberde 45 L Rindenmulch lose Rasenfit
Düngemulch Premiumkompost Pflanzerde Sackware Rasenfit Graberde 20 L Sackware Blumenerde 20 l
Bundesweite Studie
„Ökologischer und ökonomischer Vergleich der stofflichen undenergetischen Nutzung von Grünabfällen“
Autoren: Gottschall, Kranert, Hafner, Bruns, Schiere, Seibel
• energetische und stoffliche Verwertung (mit Torfersatz) sind gleichwertig
• durch eine Kombination der Verwertungssysteme inkl. einer Erhöhung der Erfassungsquote können bundesweit bis 2,2-2,6 Mio. Mg/a CO2 eingespart werden.
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit