- Aktuelle Entwicklungen in den Bereichen Technik, Gärrestaufbereitung und Maßnahmen zur Emissionsminderung aus Sicht der Anlagenbauer
- Aktuelle Erfahrungen mit der Biogasaufbereitung und der Einspeisung ins Erdgasnetz sowie Anforderungen, Techniken und Erfahrungen mit der Aufbereitung und Verwertung von Gärresten
- Aktueller Stand der biologischen Abfallbehandlung, Entwicklungschancen und Problemfelder
Stand und Perspektiven der stofflichen und energetischen Bioabfallverwertung in Deutschland MinDir Dr. Helge Wendenburg, RDir Dr. Claus-Gerhard Bergs Bezüglich der möglichen Beiträge, die die Abfallwirtschaft künftig bei der Energieversorgung leisten kann, gibt es derzeit noch unterschiedliche Schätzungen, die von etwa 3 % bis zu 8 % des Primärenergieverbrauches reichen. Unbestritten ist, dass die Abfallwirtschaft bei den Ersatzbrennstoffen und bei biologischen Abfällen einen höheren Beitrag zur Energieerzeugung leisten kann und wird als bisher mit rund 1,5 %; das Potenzial sollte allerdings gerade bei den biologisch abbaubaren Abfällen nicht überschätzt werden, denn hier kann es zur Nutzungskonkurrenz von Bioabfällen als potenzieller Brennstoff einerseits und als Inputmaterial für Kompostierungs- und Vergärungsanlagen andererseits kommen. |
Neue Perspektiven durch das EEG für die Nutzung von Bioabfällen und Landschaftspflegematerial Dr. Claudius da Costa Gomez, Dipl.-Ing. David Wilken Die in letzter Zeit immer stärker gewordene Diskussion um den Klimawandel hat auf nationaler und internationaler Ebene zu großen Bemühungen zu einer nachhaltigen Energiewirtschaft geführt. Das wohl bedeutendste Instrument ist das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG). Bis 2020 sollen in Deutschland 20 % der Energie regenerativ gewonnen werden. Um diese hohen Ansprüche zu erfüllen, wurden seit dem Jahr 2000 große Zuwachsraten besonders im Bereich der energetischen Nutzung von Biomasse verzeichnet. |
Vergleichende Bewertung der stofflichen und energetischen Verwertung von Bio- und Grünabfall Dr.-Ing. Michael Kern, Dipl.-Ing. Thomas Raussen, M.Sc.agr Auke Lootsma, Karsten Funda Die getrennte Erfassung vom Bio- und Grünabfällen hat in Deutschland ein hohes Niveau erreicht. Allerdings ist der Anteil der daraus gewonnenen Energie noch vergleichsweise gering und die Biomasse wird überwiegend stofflich genutzt. Gerade vor dem Hintergrund, dass gegenwärtig Energiepflanzen in Konkurrenz zu Nahrungsmittel großflächig angebaut werden, muss die Frage gestellt werden, ob die kombinierte stoffliche und energetische Nutzung von Biomasse nicht zielführender ist. |
Optimierung für einen nachhaltigen Ausbau der Biogaserzeugung aus Abfällen und Reststoffen Dipl.-Ing. Regine Vogt Abfälle und Reststoffe bieten trotz des enormen Ausbaus der Biogaserzeugung in den letzten Jahren weiterhin ein signifikantes Potenzial. Tabelle 1 zeigt, dass insbesondere tierische Exkremente ein hohes Biogaspotenzial aufweisen, dieses wird derzeit erst zu etwa 15 % genutzt. Das ebenfalls ausgewiesene sehr hohe Biogaspotenzial für Stroh ist dagegen zum gegebenen Stand der Technik als theoretisches Potenzial zu verstehen. |
Monetäre Bewertung der Humusreproduktion durch Komposte und GärrĂĽckstände Dr. Jürgen Reinhold Die energetische Nutzung von Biomasse wurde in den zurĂĽckliegenden Jahren als Alternative zu den fossilen Energieträgern stark orangetrieben, was aus marktwirtschaftlichen GrĂĽnden deren Preisentwicklung gefördert hat. Die Wettbewerbsbedingungen wurden zugunsten der Erzeugung von Biomasseenergieträgern verschoben. In diesem Prozess ging häufig der Blick fĂĽr die Gesamtheit der Zusammenhänge verloren. |
Potenziale und Maßnahmen zur Optimierung der getrennten Sammlung Dirk Henssen Die stoffliche und energetische Verwertung von Bioabfällen gewinnt steigende Bedeutung. Vor diesem Hintergrund haben VHE e. V. und BGK e. V. ein Handbuch zur Erfassung von Bioabfällen erstellt. Die Erfassungsmengen für Küchen- und Gartenabfälle stagnieren seit dem Jahr 2000. Für die getrennte Erfassung und Verwertung der Küchenabfälle ist eine Biotonne unumgänglich. Mögliche Systeme für die getrennte Erfassung von Gartenabfällen werden vorgestellt. |
Integration einer aeroben Perkolationsstufe mit anschließender Vergärung in das Kompostwerk Göttingen Dr.-Ing. Ottomar Rühl Die ständig knapper werdenden Ressourcen fossiler Energieträger sowie die zunehmenden klimatischen Veränderungen durch deren intensivere Nutzung sind die Triebkraft für das Umdenken in der Energieversorgung. So haben sich in den letzten Jahren vor allem kleinere Anlagen der Energieerzeugung etabliert, die einen entscheidenden Anteil an der Gesamtenergieerzeugung sicherstellen. |
Trockenvergärung im Kammer-Verfahren am Beispiel der Bioabfallbehandlungsanlage Borgstedt Ralph Hohenschurz-Schmidt Bereits 2002 traf der Aufsichtsrat der Abfallwirtschaftsgesellschaft Rendsburg- Eckernförde mbH (AWR) zwei richtungweisende Entscheidungen: Ab 2008 sollte die Verarbeitung der getrennt erfassten Bio- und Pflanzenabfälle in Eigenregie erfolgen. Zudem sollten die Abfälle vor der Kompostierung zur Energieerzeugung genutzt werden. Heute, vor dem Hintergrund stark gestiegener Energie- und Rohstoffpreise, erweist sich die Beschlussfassung von damals als klimapolitisch vorausschauend und auch unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten als richtig. |
Biogas Wien: Energetische Verwertung von organischen Abfällen durch Nassvergärung Dr.-Ing. Dieter Korz Die Vergärung ist ein anaerobes Behandlungsverfahren, bei dem die biogenorganischen Bestandteile der Abfälle ohne Verwendung von Sauerstoff biologisch abgebaut werden. Der biologische Abbau ohne Sauerstoff ist der wesentliche Unterschied zwischen anaerober und aerober Behandlung (Kompostierung). Als Abbauprodukt bei der anaeroben Behandlung entsteht ein heizwertreiches Biogas mit einem Methangehalt von 50–75 Vol.-%, das energetisch verwertbar ist. |
Aktuelle Entwicklungen bei Kompogas Rene Leisner Der modulare Aufbau der Kompogas-Systeme wird stetig weiterentwickelt und verbessert. Es wird mit standardisierten Fermentergrößen gearbeitet, die es erlauben verschiedene vom Kunden gewünschte Durchsatzleistungen zu verarbeiten. |
Wirtschaftliche und emissionstechnische Optimierung bei der Kompostierung von Abfällen durch eine vorgeschaltete Vergärungstechnologie mit Abwärmenutzung Dipl.-Phys. Ing. (FH) Peter Lutz Die biologische Behandlung der organischen Fraktion von Abfällen kann nach einer eventuell erforderlichen Vorbehandlung durch eine Kompostierung oder eine vorgeschaltete Vergärung mit anschließender Nachkompostierung erfolgen. Wird z. B. als Substrat Bioabfall aus der kommunalen Sammlung (eventuell auch zusammen mit weiteren Substraten, wie z. B. Marktabfällen) oder die abgetrennte organische Fraktion von Hausmüll eingesetzt, so stellt der Störstoffanteil hohe Anforderungen an die potenziell einsetzbaren Verfahren. |
Loock TNS®-Trockenfermentationsverfahren für Abfall und NawaRo Dipl.-Phys. Jochen Springer Das Ingenieurbüro Loock Consultants, Hamburg startete die Entwicklung eines Trockenfermentationsverfahrens, unter dem Grundgedanken der Kontrolle und Optimierung mikrobiologischer Vorgänge in Deponien, in Kooperation mit der HGG (Holsteiner Gas Gesellschaft) bereits im Jahr 1988 mit der ersten Versuchsanlage auf der Deponie Wiershoop bei Geesthacht. |
Das KOMPOFERM®-Trockenvergärungsverfahren – Integration einer Vergärungsanlage in ein bestehendes Kompostwerk am Beispiel des Kompostwerks in Nieheim Dr.-Ing. Sandra Striewski KOMPOTEC gehört zur mittelständischen Eggersmann Gruppe, die heute etwa 250 Mitarbeiter beschäftigt. Die wesentlichen Aktivitäten der Gruppe liegen im maschinentechnischen Anlagenbau für die Abfallwirtschaft sowie im allgemeinen Ingenieur-Hochbau für Kommunen, Industrie und Privatkunden. Daneben werden im Objekt-Management beispielsweise die unterschiedlichsten Public-Private Partnership (PPP) Objekte erstellt und betrieben. |
Hese Biogas GmbH – Nachhaltige und wirtschaftliche Biogastechnologie Bernd Pickert Seit Ende 2006 ist die Hese Biogas GmbH Tochter der Schmack Biogas AG und damit Teil der Schmack Gruppe. Im Rahmen der Gruppe kann die gesamte Wertschöpfungskette in der Biogastechnologie sichergestellt werden. Hese Biogas unterstützt mit durchdachten Rohstoffversorgungskonzepten, bei der Standortentwicklung, bei der Planung und dem Engineering, beim Bau und der Inbetriebnahme der Anlagen, sowie beim Betrieb und der Finanzierung der Anlagen. |
Praxisorientierte Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet der biologischen Abfallbehandlung von Biomassen Dipl. Ing. Jürgen SchĂĽtte Die Errichtung von biologischen Abfallbehandlungsanlagen zählt in der Europäischen Union seit langen Jahren aus GrĂĽnden des Klimaschutzes zur nachhaltigen Abfallwirtschaft. Im Mittelpunkt steht dabei die Reduzierung der Treibhausgase. Strikte Anforderungen hiezu werden in Ausschreibungen meist generell abgefragt, somit liegen die Ausarbeitung der technischen Lösung, das verfahrenstechnische Konzept und das Risiko beim Anlagenbauunternehmen. |
Anaerobe Behandlung biogener Abfälle – neue Entwicklungen bei Firma HAASE Dipl.-Ing. Rolf Sieksmeyer Der angelieferte Abfall wird zunächst in einer geschlossenen Halle einer mechanischen Vorbehandlung (Sortierung) unterzogen. Die ausgesiebte organische Fraktion wird in geschlossenen Behältern (Mixer) angemischt (s. Abbildung 1). Mit Hilfe des Sandfangs werden noch vorhandene Störstoffe, wie Sand oder Plastik, abgeschieden. Die so entstandene organische Suspension wird erwärmt und einem zweistufigen Anaerobprozess zugeführt. |
Das DRANCO Verfahren: aktuelle Entwicklung in den Bereichen Technik und Gärrestaufbereitung Winfried Six Der Grundstein für die DRANCO-Technologie und OWS wurde vor mehr als 25 Jahren im Rahmen der Forschungen durch die Universität Gent im Bereich Vergärung von Hausmüll gelegt. Die trockene anaerobe Vergärung, die in einer Mülldeponie auf natürliche Weise erfolgt, wurde imitiert. Diese unkontrollierte Vergärungstechnologie dauert jedoch viele Jahre, und daher wurden Methoden zur Optimierung dieser Technologie gesucht. |
Aufbereitung von organischen Abfällen für die Vergärung Martin Mayer Für eine Reihe von organischen Abfällen stellt die Vergärung die ökonomisch und ökologisch sinnvollste Behandlungsmethode dar. Aus der abgebauten Organik entsteht saubere Energie, und aus dem Gärrest wird Kompost und Flüssigdünger. Doch Verpackungen, Störstoffe oder Inertanteile verhindern eine direkte Einbringung der Abfälle in den Gärprozess. Erst nach einer gezielten Aufbereitung wird daraus ein problemlos vergärbares Substrat gewonnen. |
Potenziale zur Optimierung der stofflichen und energetischen Biomasseverwertung in der Region Hannover Dr.-Ing. Martin Idelmann Im Rahmen der aktuellen Klimaschutzdiskussion wird über Konzepte einer effizienteren Verwertung von organischen Abfällen nachgedacht. Durch die Bioabfall- und Grüngutverwertung zu Kompost werden Nährstoffkreisläufe mit der Rückführung von Kompost auf landwirtschaftlich und gartenbaulich genutzte Flächen geschlossen. Diese Nährstoffrückführung senkt den Bedarf an mineralischen Düngern (insbesondere Phosphor und Kali), die unter hohem energetischem Aufwand produziert werden. Dieser Umstand sollte in der aktuellen Diskussion nicht unberücksichtigt bleiben. |
Optimierte stoffliche und energetische Verwertung organischer Stoffströme – Region Berlin Dr.-Ing. Ulrich Wiegel Das Land Berlin strebt an, die regelmäßig in hohen Mengen anfallenden Organikabfälle konsequent als regenerative Energieträger zu nutzen und damit das Klima zu entlasten. Durch eine klimaneutrale Biomassenutzung könnte eine weitere regenerative Energiequelle für das Land Berlin erschlossen bzw. ausgebaut werden. |
Landwirtschaftliche Biogasanlagen – Welche Inputstoffe sind sinnvoll? Dipl.-Ing. Klaus Wagner Nach Novellierung des EEG im Jahr 2004 entwickelte sich in den Folgejahren bei landwirtschaftlichen Biogasanlagen ein regelrechter Bauboom zugunsten sogenannter NawaRo-Biogasanlagen, in denen außer Mist und Gülle landwirtschaftlicher Nutztiere nur noch landwirtschaftliche Nutzpflanzen, die speziell für die Biogasanlagen angebaut wurden, eingesetzt werden dürfen. Dafür wird bei der Stromvergütung der sogenannte NawaRo-Bonus in Höhe von 6 ct je kWh gewährt, der diese Anlagen zunächst auch wirtschaftlich sehr lukrativ machte. |
Biogaserzeugung, Biogasaufbereitung mit der Druckwasserwäsche, Bioerdgaseinspeisung und räumlich getrennte KWK-Verstromung:
ein Praxisbeispiel der Biogasanlage Darmstadt-Wixhausen Michael Schlegel, Dr. Henning Prüß, Thomas Schattner Die fortschreitende Klimaveränderung und die Endlichkeit fossiler Primärenergien bedingen die Notwendigkeit, den Anteil erneuerbarer Energien zur Bereitstellung von Endenergie deutlich zu erhöhen. Dies ist sowohl auf europäischer als auch auf bundesdeutscher Ebene erklärtes Ziel, das sich in entsprechenden rechtlichen Regelungen (EEG, EEWärmeG) niederschlägt. Um dieses Ziel jedoch auch zu erreichen, bedarf es der Anstrengung aller. |
Erfahrungen mit der Biogasaufbereitung und -einspeisung ins Erdgasnetz – Druckwechseladsorption am Beispiel der Biogasanlage Schwandorf Dr. Claus Bonsen Nachdem Biogas in Deutschland mehrere Jahre bedeutende Wachstumsraten aufweisen konnte, trübte sich ab Ende 2006 die Situation der Biogasbranche ein. Die Unsicherheiten über die weitere Entwicklung des EEG und die dramatischen Preissteigerungen für landwirtschaftliche Produkte führten zu einem deutlichen Auftragseinbruch der Anlagenhersteller. |
Verfahren der Gärrestaufbereitung Dipl.-Ing. Thomas Raussen, M.Sc.agr Auke Lootsma In Biogasanlagen entsteht neben Biogas ein Gärrest. Bereits eine durchschnittliche 500 kW NawaRo-Biogasanlage produziert im Jahr über 10.000 t Gärrest, der zu mehr als 90 % aus Wasser besteht. Bei dezentralen landwirtschaftlichen Biogasanlagen wird der Gärrest in der Regel unbehandelt als Wirtschaftsdünger wieder auf die Anbauflächen ausgebracht und dadurch werden Nährstoff- und Kohlenstoffkreisläufe nahezu geschlossen. |
Rechtliche Anforderungen an die Hygienisierung und Verwertung von aufbereiteten Gärprodukten Dr. Andreas Kirsch In Deutschland sind zwischen 3.000–4.000 Biogasanlagen in Betrieb, die aus verschiedensten organischen Materialien Strom oder Biogas bereitstellen. Der überwiegende Teil dieser Anlagen wird ausschließlich mit nachwachsenden Rohstoffen (NawaRo) betrieben. Ca. 300–400 Biogasanlagen verarbeiten auch organische Reststoffe. Neben Strom und Biogas fallen in diesen Anlagen jährlich mehrere Mio. t Gärprodukte an, die in der Landwirtschaft als Dünge- und Bodenverbesserungsmittel eingesetzt werden. |
Ein Jahr anaerobe Vorschaltanlage vor der Kompostierung und Erfahrungen mit der Weiterverarbeitung, Verwertung und Qualität Dr. Jürgen Roth Im Wetteraukreis werden bereits seit 1990 Bioabfälle getrennt gesammelt und kompostiert. Im Laufe der Jahre wurde aus einem dezentralen Konzept mit mehreren kleineren Kompostanlagen ein Konzept mit einem zentralen Kompostwerk entwickelt, das in Niddatal-Ilbenstadt im Jahr 2000 für einen Durchsatz von 20.000 Jahrestonnen verwirklicht wurde. |
Emissionen aus der Kompostierung und Vergärung von Bioabfällen im Vergleich Prof. Dr.-Ing. Carsten Cuhls, Dipl.-Ing. Birte Mähl, Dr. Joachim Clemens Die biologische Behandlung von organischen Abfällen hat aufgrund der mikrobiellen Abbauprozesse zur Folge, dass klimawirksame Gase (Treibhausgase) wie Lachgas (Distickstoffmonoxid, N2O) und Methan (CH4) gebildet werden können. Im Hinblick auf die Bilanzierung von gasförmigen Emissionen aus Kompostierungsprozessen sind darüber hinaus die Gaskomponenten Kohlendioxid (CO2), Ammoniak (NH3), Stickstoffmonoxid (NO) und Non-Methane Volatile Organic Compounds (NMVOC) von Bedeutung. |