Untersuchung der Schwachgasnutzung mittels Membranverfahren in der Nachsorgephase von Hausmülldeponien

Aufgrund der abgelagerten organischen Abfälle stellen Hausmülldeponien sog. „Reaktordeponien“ dar, in denen organische Substanzen unter anaeroben Bedingungen zu methanhaltigem Deponiegas reagieren. Diese Bedingungen stellen sich nach relativ kurzer Zeit (0,5 bis 2 Jahre) nach Beginn der Ablagerungen ein:

Die sich daran anschließende so genannte Methanphase dehnt sich über einen wesentlich längeren Zeitraum aus. Aus Umweltschutzgründen ist es in jedem Fall erforderlich, das im Deponiekörper erzeugte Deponiegas durch aktive Maßnahmen (Absauganlagen) zu erfassen und zu entsorgen. Da jedoch im Normalfall das Deponiegas durchschnittlich 50 Vol.-% Methan beinhaltet, ist eine energetische Nutzung von Interesse. 1 Nm³ Deponiegas mit 50 Vol.-% Methangehalt beinhaltet etwa soviel Primärenergie wie ½ l Heizöl. Wenn man bedenkt, das eine Hausmülldeponie mit einem Ablagerungsvolumen von etwa 6 Mio. m³ eine Deponiegasmenge von ca. 2000 Nm³/h liefern kann, was 1000 l Heizöl pro Stunde entspricht, wird die Bedeutung des Energiedargebots einer solchen Deponie deutlich.

Aus diesem Grund haben nicht nur ökologische Aspekte sondern auch wirtschaftliche Vorteile die Nutzung des Deponiegases auf Hausmülldeponien in Deutschland in den achtziger und neunziger Jahren zum Stand der Technik gemacht. Auf den meisten Deponien wurden Deponiegas-Blockheizkraftwerke (BHKW) mit Gasmotoren installiert, in denen das Deponiegas verstromt wird. Nach Deckung des Eigenbedarfs der Einrichtungen auf der Deponie wird die überschüssige elektrische Energie ins öffentliche Netz eingespeist. Die Vergütung erfolgte auf Basis des Stromeinspeisegesetzes bzw. erfolgt derzeit auf Basis des Erneuerbare Energien-Gesetz (EEG).

Bei der BHKW-Technik ist die Nutzbarkeit des Deponiegases durch die Methankonzentration im Deponiegas begrenzt. Sinkt die Methankonzentration unter 40 Vol.-% (in diesem Fall spricht man von Schwachgas), so treten beim Weiterbetrieb der Gasmotoren technische Probleme auf. Dies ist in der so genannten Nachsorgephase von den Hausmülldeponien der Fall. Gegen Ende der Methanphase nimmt die CH4-Konzentration im Deponiegas ab. Sinkt die CH4-Konzentration unter 40 Vol.-% ab, so ist das erfasste Gas motorisch nicht nutzbar und muss daher in Fackelanlagen entsorgt werden. Auch dieser Entsorgungsweg über die Fackel ist durch eine Mindestkonzentration an Methan von etwa 25 Vol.-% begrenzt. Bei einer weiteren Abnahme der Methankonzentration sind sogar noch aufwendigere Entsorgungsanlagen, wie z. B. katalytische Oxidation oder Biofilter, erforderlich.

Ziel des durchgeführten Forschungsvorhaben war es nunmehr, das Schwachgas mittels einer Gaspermeation für die Gasmotoren brennbar zu machen und somit den motorisch nutzbaren Konzentrationsbereich für das Deponiegas in Richtung des Schwachgases auszudehnen. Dadurch wird es möglich, die auf den meisten Hausmülldeponien installierten BHKW-Anlagen auch in der Nachsorgephase zumindest teilweise weiter nutzen zu können.



Copyright: © Verlag Abfall aktuell
Quelle: Band 14 - Stilllegung und Nachsorge von Deponien (Februar 2003)
Seiten: 17
Preis: € 0,00
Autor: Dr.-Ing. Süleyman Yüce
Dr.-Ing. Joachim Gebel

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