Energieeffiziente Trocknung ein wirtschaftliches Muss – Komplettes Wärmekonzept für Biogasanlagen vor dem Hintergrund des EEG 2009 und 2012
Schon das EEG 2009 legt Wert auf eine vernünftige Verwendung der anfallenden Wärme in der Kraft-Wärme-Kopplung in Biogasanlagen. Mit dem EEG 2012 wird ein dezidiertes Augenmerk auf die Nutzung der vorhandenen Abwärme aus Biogasanlagen gelegt. Diejenigen Biogasanlagen ohne ausreichend schlüssiges Wärmekonzept werden auch den angestrebten Einspeisesatz nicht erwirtschaften können. Es ist u.a. dem Umweltgutachter bei der Konzeption von Biogasanlagen und dem späteren Betrieb von Biogasanlagen entsprechend ein Wärmekonzept vorzulegen, das streng überprüft wird.
Das „Eco dry“ Trocknungsgerät.
Das „Eco dry“ Trocknungsgerät inklusive Wärmeverteilkanal und Anschlussstutzen für Container.
Das ab Anfang des Jahres 2012 gültige EEG ermöglicht nach wie vor den Erhalt des KWK (Kraft-Wärme-Kopplung)-Bonus mithilfe der Abwärmenutzung. Allerdings schreibt das Gesetz dem Biogasbetreiber eine mit 60% im Jahr ausgelastete Wärmenutzung vor. Davon können maximal 25% zur Fermenter Beheizung verwandt und angerechnet werden. Mindestens weitere 35% aus der angegebenen Abwärme von 60% müssen anderweitig verwendet und auch nachgewiesen werden. Mit alleiniger Heizung von Gebäuden lässt sich eine solche Auslastung ganzjährig niemals erreichen.
Daher ist die Trocknung von Schüttgütern (Hackschnitzeln, Scheitholz, Getreide, Gärreste) ein gutes Mittel, um auch in der warmen Jahreszeit die Abwärme zu nutzen. Aufgrund einfacher Logistik haben sich Trocknungscontainerlösungen bewährt. Zur Schüttgütertrocknung gibt es oft ähnlich aussehende technische Lösungen, die alle grundsätzlich funktionieren.
Auf Betriebssicherheit achten
Der Betriebssicherheit und insbesondere der Energieeffizienz ist bei Anlagen, die rund um die Uhr betrieben werden, große Aufmerksamkeit zu schenken. Viele Betriebserfahrungen mit Selbstbaulösungen zeigen die Problematik des Energietransportes über das Medium Luft auf.
Der Stromverbrauch der Trocknungsanlage „frisst“ oftmals langfristig den kargen KWK-Bonus auf. Eine nicht vorhandene oder schlecht angepasste Regelung beeinträchtigt die Funktion der Biogasanlage insbesondere an kalten Tagen. Also ist die Forderung nach einer energieeffizienten Trocknung nicht nur im EEG mit 0,9 kWh/kg Holz festgeschrieben, sondern ist auch ein wirtschaftliches Muss.
Diese Herausforderung einer solchen Anlagenkonzeption hat die Firma AL-KO Therm in ihrem „Eco dry“-Gerät konsequent umgesetzt. Das Unternehmen ist seit über 40 Jahren im Bereich der Luft- und Klimatechnik, und speziell auch im Bereich der Prozess-, Verfahrens- und Trocknungstechnik, weltweit tätig. Hierbei konnte das Know-how von vielen Tausend Lüftungszentralgeräten in Konzeption und Ausführung vollständig einfließen. Die Qualität sowie die Leistungsdaten des Gerätes werden vom TÜV überwacht.
Das „Eco dry“ ist mit Bauteilen ausgestattet, die hochgradig standardisiert wurden. Damit will der Hersteller die Werte im Datenblatt garantieren, die teilweise unter dem Stromverbrauch der Notkühler liegen. So kommen auf den Anlagenbetreiber teilweise keine zusätzlichen Eigenstromkosten durch den Betrieb der Trocknung zu.
Der Griff in das Baukastensystem für Zentrallüftungsgeräte hat noch einen weiteren, entscheidenden Vorteil: Er sorgt für eine kostengünstige Anschaffung. Entwicklungen in Statik oder Gehäusedichtigkeit mussten so auch nicht in den Absatzpreis einfließen. Auch steht die Betriebssicherheit der Trocknungsanlage der des Notkühlers nicht nach, so können auch Anlagenkonzepte ohne Notkühler realisiert werden.
Effiziente Filtertechnik
Der dauerhafte störungsfreie Betrieb ist durch Einsatz hochwertiger Filtertechnik auch bei großer Staubbelastung am Aufstellungsort gegeben. Die Luftgeschwindigkeiten im Gerät sind moderat, daher ist und bleibt der Energieaufwand auch bei verschmutzten Filtern gering. Eine analoge Anzeige, die außen am Gerät angebracht ist, verdeutlicht regelmäßig dem Betreiber den Verschmutzungszustand der Filter. Der großzügig dimensionierte Wärmetauscher wandelt auch bei ungüns-
tig hohen Außentemperaturen im Sommer die aus der Biogasanlage ausgekoppelte Wärme vollständig in Trocknungsluft um. Eine Rücklauftemperaturregelung gewährleistet die vollständige Umwandlung der ausgekoppelten Wärmeenergie, die von der Wärmeauskopplung freigegeben wird, ohne die Betriebssicherheit der Fermenterheizung zu beinträchtigen.
Bei der Luftförderung kommt es neben den luftseitigen Widerständen der Anlage auch auf den Einsatz energieoptimierter Ventilatoren und deren Antriebsmotoren an. Im „Eco dry“ werden direktgetriebene, riemenlose und wartungsfreie Hochleistungsventilatoren eingesetzt. Diese werden mit niedrigen Drehzahlen angetrieben und verursachen somit auch sehr geringe Schallwerte. Zusätzlich werden doppelwandige schall- und thermisch isolierte Gehäuse eingesetzt, die vom TÜV geprüft wurden. Die genauen Schalldaten sind dokumentiert. Teure Gutachten für die Genehmigungsbehörden werden somit in der Regel komplett vermieden.
Verschiedene Containerhersteller bieten speziell für diese Anwendungen Container mit Belüftungsboden in Loch- oder Schlitzblechen an. Als besonders vorteilhaft erwiesen sich hier Container mit zwei Schlauchanschlüssen mit einem Durchmesser von je 400 mm. Entscheidend für den Stromverbrauch und die Trocknungsleistung ist der Druckverlust von Verteilerkanal, Schlauch und Lüftungsboden. Hier sind deswegen große Querschnitte gefragt.
Bei Hackschnitzel im 35 m³ Container mit ca. 11 t Inhalt (feucht) kann man von einer Trocknungszeit von 3 – 7 Tagen ausgehen. Hier sind die entscheidenden Faktoren: Anfangsfeuchtegehalt, gleichzeitig belüftete Containeranzahl, Größe und Material des Schüttguts.
Es hat sich hier gezeigt, dass, umso größer die Luftmenge, die auf jeden einzelnen Container entfällt, der Trocknungsvorgang beschleunigt werden kann. Die „Eco dry“ Anlage kann bis zu zwölf Container gleichzeitig mit trockener Luft versorgen.
Positive Erfahrungen wurden auch mit Scheitholztrocknung auf Anhängern gemacht. Hier muss jedoch die Trocknungsluftzufuhr über den Kornschieber oder andere Konstruktionen für den Schlauchanschluss erfolgen. Hierbei ist eine längere Trocknungszeit von 1 – 3 Wochen nötig, da die Feuchte nur langsam aus dem Kern zur Oberfläche wandert. Weitere Faktoren hier sind Scheitlänge, Holzart, Durchmesser der Holzstücke. Daher reichen hier geringere Luftmengen aus.
Die Firma AL-KO arbeitet derzeit auch an energieeffizienten Getreide-, Geflügelmist- und Gärresttrocknungen und will entsprechende Lösungen bald zur Verfügung stellen. Des Weiteren wurden auch schon BHKW-Belüftungen realisiert. Auch hier wären effektive Abwärmenutzungen denkbar.
Bilder: AL-KO
KONTAKT: AL-KO Therm GMBH, 89343 Jettingen-Scheppach, Tel. 08225 390, Fax 08225 392113, info.therm@al-ko.de, www.al-ko.de
