Energieeffiziente Bioabfallverwertung
Ein aktuelles Forschungs- und Entwicklungsvorhaben legt Schwerpunkt auf die Steigerung der Energieeffizienz im herkömmlichen Verwertungsprozess der aeroben Kompostierung bei gleichzeitiger Energiegewinnung in einer Vergärungsanlage.
Energieeffiziente Bioabfallverwertung.
Optimierung der Prozesse im Rahmen eigener betrieblicher Entwicklung mit Betrachtung der Energiebilanzen: Die Wessel Umwelttechnik GmbH entwickelte daraus die Idee der Nutzbarmachung leicht verfügbarer Organik aus Frischmüll bei gleichzeitiger Entfrachtung des Abfalls. Diese mündete in einem durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) geförderten Forschungs- und Entwicklungsvorhaben.
Ziel des Verbundvorhabens (FKZ 0327846A) ist es, durch die Überführung der leicht abbaubaren Organik in die Flüssigphase den spezifischen Energiebedarf bei der aeroben Behandlung (Kompostierung) von Abfällen zu reduzieren. Gleichzeitig wird energiereiche Biosuspension gewonnen, aus der in der Vergärung methanhaltiges Gas erzeugt werden kann.
Verstromen von Biogasen
Rotteverlauf schematisch (Bestand und Prognose).
In Deutschland werden jährlich circa 8,6Mio. Megagramm getrennt gesammelte Bio- und Grünabfälle in rund 670 Kompostierungsanlagen zu stofflich verwertbarem Gütekompost verarbeitet. Nach dem Stand der Technik wird zur Verminderung von Emissionen in Kompostierungsanlagen der Intensivrottebereich eingehaust betrieben. Diese Kapselung hat in der Regel zur Folge, dass zur Begrenzung umbauter Volumina Intensivrotten in der überwiegenden Zahl als zwangsbelüftete Rotten gefahren werden.
Das Bewegen großer Luftvolumina durch zu rottendes Material und durch Biofilter verlangt den Einsatz elektrischer Energie. Im Rahmen des FuE-Vorhabens untersucht die Wessel-Umwelttechnik GmbH, wie und mit welchen Auswirkungen Anteile der leicht abbaubaren organischen Inhaltsstoffe aus Bioabfall durch Auswaschen und Abpressen in eine Flüssigphase überführt werden können.
"Wir legen bei dem Vorhaben den Schwerpunkt auf die Steigerung der Energieeffizienz im herkömmlichen Verwertungsprozess (Kompostierung), wobei zusätzlich in einer Vergärungsanlage Energie gewonnen wird (Verstromen von Biogasen)", erläutert Dorothee Sänger, Projektleiterin bei der Wessel-Umwelttechnik GmbH.
Die im Bioabfall enthaltene, als Kohlenstoff gebundene Energie wird bei der konventionellen aeroben Verwertung via Kompostierung nicht genutzt, sondern als Wärme freigesetzt. Ziel ist, einen Großteil der energiereichen organischen Substanzen aus dem frischen Bioabfall durch Auswaschen (statische Perkolation) oder Abpressen in die Flüssigphase zu überführen. Die sich daran anschließende Kompostierung des Perkolationsrestes oder des Presskuchens erfolgt im bewährten, herkömmlichen Rotteverfahren unter Beibehaltung der bestehenden Infrastruktur.
"Hierbei ist aufgrund der Reduzierung des Organikgehaltes eine signifikante Einsparung im erforderlichen Energiebedarf zur Behandlung des Biomülls zu erwarten. Bei einem derzeitigen Energieverbrauch von etwa 35 kWh (el)/Mg Bioabfall könnten so beispielsweise in einem Kompostwerk mit einer Behandlungskapazität von 30000 Mg/a 315000 kWh/a gespart werden", erklärt Dorothee Sänger. Die entstehende Biosuspension (Flüssigphase) wird einer anaeroben Vergärung zugeführt, wobei Biogas produziert wird, welches z.B. über einen Biogasmotor in elektrisch und thermisch nutzbare Energie umgewandelt werden kann.
Neue Verfahrenstechnik
Die in den Großversuchen ermittelten neuen Prozessbedingungen und Parameter bilden die Grundlage einer neuen Verfahrenstechnik zur Behandlung von Bioabfällen, welche die aerobe Behandlung durch eine gezielte Entnahme von leicht abbaubarer Organik energetisch effizienter macht. "Mit ersten konkreten Ergebnissen rechnen wir Ende 2010, eine breite Datengrundlage über einen Jahresgang des Bioabfalls werden wir bis Mitte 2011 geschaffen haben", sagt die Projektleiterin. "Derzeit sind wir neben der Untersuchung der Auswirkungen auf das Rotteverhalten der Feststoffe vor allem mit der Abtrennung von Sand aus der Flüssigphase und der Einstellung des Vergärungsverfahrens auf die Verwertung dieser Biosuspension beschäftigt."
Das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie fördert das Projekt aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages. Verbundpartner der Wessel-Umwelttechnik GmbH ist die Entsorgungs-Gesellschaft Westmünsterland mbH. Wissenschaftliche Betreuung erfolgt durch die RWTH Aachen I.A.R. sowie die Universität Duisburg-Essen, Planungsaufgaben übernimmt die pbo Ingenieurgesellschaft mbH aus Aachen.
Bilder: TGI/Wessel
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