Energie aus Biogas und Deponiegas

Entwicklung und Verbreitung der Biogasgewinnung aus organischen Materialien durch Österreichische Beteiligung und Mitarbeit in einem internationalen Netzwerk sowie Leitung von Task-Schwerpunkten (Teilnahme an der Task 37 des IEA - Bioenergieprogramms)

Kurzbeschreibung

Status

abgeschlossen

Kurzfassung

In der Arbeitsperiode 2004-2006 von IEA Bioenergy Task 37 Biogas wurden zu einer Reihe offener Fragen der Biogastechnologie (z.B. Art und Qualität von Rohmaterialien zur Biogasproduktion, Qualitätsanforderungen an die Endprodukte Gärrest und Biogas, Verfahrensweisen etc.) Überblicksdarstellungen, Case Studies (Success stories), Studien, Broschüren zur Informationsverbreitung und Standardisierung usw. sowie Beiträge für die IEA Bioenergy Task 37 website erarbeitet.

Durch die Nutzung internationaler Erfahrungen aus den 8 Mitgliedsländern (Dänemark, Deutschland, Finnland, Großbritannien, Niederlande, Österreich, Schweden, Schweiz und die Europäische Kommission) wurden in Österreich Parallelentwicklungen sowie Fehler bei praktischen Anwendungen vermieden. Wichtigste Aufgabe der Task 37 war somit die Wissensbeschaffung und -verbreitung bzw. Vermeidung von unnötigen Doppelarbeiten.

Der Vorteil für Österreich ergab sich im unmittelbaren Zugang zur wesentlich breiteren Informationsbasis auf internationaler Ebene. Durch Einbindung österreichischer Interessierter, Anwender etc. wurden Direktinformation und Kontakte zu Firmen und Institutionen ermöglicht bzw. verbessert. Dadurch konnten wirtschaftliche- und Umweltschutzmaßnahmen besser vertreten bzw. vorbereitet und umgesetzt werden.

In insgesamt 6 Arbeitstreffen wurden die Arbeiten in den jeweiligen Ländern der Netzwerkteilnehmer koordiniert und die verschiedenen Maßnahmen zur Informationsverbreitung organisiert. Die Bearbeitung aller 6 geplanten Arbeitspakete zielte auf eine kontinuierliche Datenerfassung und Verbreitung zielgruppenorientierter Informationen in Österreich. Im Projektzeitraum wurden hierzu 6 Arbeitstreffen abgehalten.

Das 1. Arbeitstreffen von 10. - 14. Mai 2004 fand in Rom in Verbindung mit dem dort gleichzeitig stattfindenden internationalen Biomassekongress statt. In Rom wurde die kommunale Bioabfallbehandlungsanlage Malagrotto, System DRANCO, besucht. Die Anlage verarbeitet kommunalen Mischmüll, wobei neben Störstoffen, eine thermisch verwertbare Fraktion vorabgetrennt wird. Die Anlage verfügt über eine maximale Kapazität von 12 t/d Abfall, ist jedoch derzeit nur teilweise ausgelastet. Das Reaktorvolumen beträgt 3.000 m3, der Trockensubstanzgehalt im Reaktor liegt bei 40 % TS. Nur etwa 65 % der TS sind organische Substanz. Gegenwärtig fallen 8.000 m3 Biogas (ca. 55 % CH4) zur Nutzung an. Dies entspricht einer Biogasausbeute von 130 Nm3/t Abfall. Etwa 28% der erzeugten Energie wird als Prozessenergie in der Anlage selbst benötigt. Der Gärrest muss aufgrund des Stör- und Schadstoffgehaltes nach Nachbelüftung deponiert werden.

Mit dem 2. Arbeitstreffen in Finnland (7. - 11. September 2004) fand gleichzeitig ein Biogas Seminar der finnischen "National Technology Agency" (TEKES) statt. Im Zuge des Arbeitsreffens in Jyväskylä Finnland wurden eine kleinere landwirtschaftliche Biogasanlage "Kalmari" in der Nähe von Jyväskylä sowie die Bioabfallvergärungsanlage Laihia, in der Nähe von Vaasa besucht.

Die Anlage Kalmari wurde im Selbstbau von örtlichen Professionisten errichtet. Das Reaktorvolumen beträgt 150m3 ein Faulschlammendlager von 1.500 m3 ist als offene Lagune ausgeführt. Aus der Gülle von 50 Rindern sowie ca. 2.000 t Co-Substraten pro Jahr fällt ausreichend Biogas für den Antrieb eines 60 kW BHKW an. Als Besonderheit wird Biogas in einer Eigenbau Anlage mittels Wäscher von CO2 gereinigt und komprimiert für den Antrieb von Biogasfahrzeugen verwendet.

Die kommunale Bioabfallvergärungsanlage Laihia verarbeitet etwa 3.700 t Bioabfall pro Jahr, bestehend aus getrennt gesammeltem Bioabfall, Klärschlamm der kommunalen Kläranlage und Reststoffen einer Malzfabrik. Das produzierte Biogas wird in Blockheizkraftwerken verstromt. Der Gärrest wird entwässert und deponiert, das anfallende Faulwasser muss aerob nachgereinigt werden, die Qualitätsstandards sind mit BSB7<15 mg.l-1, Gesamt-N < 40 mg.l-1 und Gesamt-P < 1,5 mg.l-1 sehr hoch. Ebenfalls hohe Ansprüche werden an die Abluftqualität gestellt. Über Biofilter erfolgt eine Abluftreinigung auf < 1.500 Geruchseinheiten/m3 sowie < 20 ppm NH3.

Die Anlage verarbeitet kommunalen Mischmüll, wobei neben Störstoffen, eine thermisch verwertbare Fraktion vorabgetrennt wird. Die Anlage verfügt über eine maximale Kapazität von 12 t/d Abfall, ist jedoch derzeit nur teilweise ausgelastet. Das Reaktorvolumen beträgt 3.000 m3, der Trockensubstanzgehalt im Reaktor liegt bei 40 % TS. Nur etwa 65% der TS sind organische Substanz. Gegenwärtig fallen 8.000 m3 Biogas (ca. 55 % CH4) zur Nutzung an. Dies entspricht einer Biogasausbeute von 130 Nm3/t Abfall. Etwa 28% der erzeugten Energie wird als Prozessenergie in der Anlage selbst benötigt. Der Gärrest muss aufgrund des Stör- und Schadstoffgehaltes nach Nachbelüftung deponiert werden.

Im Zuge des 3. Arbeitstreffens in Aadorf (Tänikon), 19. -21. Mai 2005, erfolgte schwerpunktmäßig eine Koordination der "Biogas"- Ausbildungsprogramme zwischen den deutschsprachigen Ländern Österreich, Deutschland und der Schweiz. Hierzu wurden die jeweiligen Proponenten der Länderprogramme, Barbara Eder für Deutschland, Werner Edelmann für die Schweiz sowie Franz Kirchmeyr und Karl Puchas für Österreich zu Präsentationen ihrer jeweiligen Länder Ausbildungsprogramme eingeladen. Es zeigte sich dass in der Schweiz und in Deutschland eher intensive Kurzkurse von 1-3 Tagen veranstaltet, dagegen in Österreich, von zumindest 2 Institutionen, umfassendere Ausbildungskurse angeboten werden. Ausbildungskurse werden ebenfalls in Dänemark, einmal jährlich eintägig zu bestimmten voreruierten Fragestellungen, in Schweden (für Betreiber verpflichtende 2 Tageskurse) und in Holland von der Universität Wageningen (für Landwirte) angeboten. Es wurde vereinbart eine inhaltliche Abstimmung der Länderkurse, zumindest hinsichtlich Mindestanforderungen an Ausbildungszielen voranzutreiben.

Im Rahmen des Schweizer Arbeitstreffens wurden weiters 2 typische Schweizer Bioabfallvergärungsanlagen, eine kleine landwirtschaftliche Biogasanlage mit Komposterzeugung und eine Gasaufbereitungsanlage (Gasreinigung, Verdichtung) in einer großen kommunalen Kläranlage mit Schlammfaulung besichtigt. Ende 2005 waren in der Schweiz 15 Bioabfallvergärungsanlagen, Gesamtkapazität ca. 100.000 t/a getrennt gesammelte Bioabfälle, in Betrieb. Die in Betrieb befindlichen Kompogas Anlagen behandeln Bioabfall um 30-50 €/t (ohne anteilige Landkosten). Vor 15 Jahren lagen die Behandlungskosten noch bei 120 €/t Bioabfall. Typische Anlagenkapazitäten liegen zw. 4.000 - 20.000 t/a (Stufen von 4.000 t). Neben 9 Kompogas-Anlagen existieren in der Schweiz 6 weitere Anlagen der Firmen BRV, DRANCO, ROM und VALORGA. Insgesamt sind noch 13 weitere Kompogas-Anlagen in Europa und Übersee in Betrieb.

Das 4. Arbeitstreffen fand vom 20. - 21. September 2005 beim Projektpartner Holland "Senter Novem" in Utrecht statt. Im Anschluss fand am 22. September 2005 der vom Task 37 gemeinsam mit dem EU Projekt Cropgen organisierte Workshop "Energy Crops & Biogas - Pathways to Success? im Hoog Brabant Conference Center, Radboudkwartier 23, 3511 CC Utrecht, Holland statt. Im Zuge des Arbeitstreffens Utrecht wurden 2 charakteristische holländische Bioabfall-Vergärungsanlagen besichtigt. Die Anlage Omrin verarbeitet die nachträglich aus kommunalem Hausmüll mechanisch abgetrennte biogene Hausmüllfraktion. Das Endprodukt Gärrest wird entwässert und gelangt derzeit auf Deponie. Das anfallende Biogas wird im Betrieb verwertet. Die Biogasanlage "BIR" in Lichtenvoorde verarbeitet unterschiedliche industrielle, vorwiegend flüssig-pastöse Bioabfälle. Gekoppelt ist eine aerobe Nachreinigung inklusive Denitrifizierungsstufe. Die Vergärungsanlage Lichtenvoorde ist mit Pasteurisierungs- und Sterilisationseinheiten ausgerüstet und damit in der Lage zukünftig auch Kategorie 3 und Kategorie 2 Materialien gemäß TNP Verordnung (EU) 1774/2002 zu übernehmen.

Das 5. Arbeitstreffen fand vom 22. bis 24. April 2006 in Eskilstuna bzw. Stockholm statt, organisiert vom schwedischen Task Delegierten, Owe Jönsson, von der Swedish Gas Society. Im Zuge des Treffens wurden die Växtkraft Biogasanlage in Västeras und die kommunale Abwasserreinigungsanlage Eskilstuna, letztere mit Klärschlammfaulung und Aufbereitung von Biogas zu Treibstoff, besichtigt. Die Anlage Västeras besteht aus einem Rührkessel Biogasreaktor (V = 4.000 m3) mit Biogasmischung. Verarbeitet werden 14.000 t/ a Bioabfall, 4.000 t/a Fettabfall und 4.000 t/a Kleegrassilage. Das mit 550 m3/h anfallende Biogas (60-65% CH4) wird zusammen mit dem Klärgas der kommunalen Abwasserreinigungsanlage zu Treibstoff (97 % CH4) aufbereitet. Nach Verdichtung auf 5 bar wird das Methangas zur lokalen Busstation gefördert (1 km Gasleitung), auf 300 bar verdichtet und zum Antrieb der städtischen Busflotte eingesetzt. Die Anlage arbeitet seit Dezember 2005. Die kommunale Kläranlage Eskilstuna entsorgt die Abwässer von 90.000 Einwohnern. Der bei der biologischen Reinigung anfallende Klärschlamm wird in 4 parallelen Schlammfaultürmen zu je 2.000 m3 Volumen ausgefault (Aufenthaltszeit 30 Tage). Das anfallende Klärgas (1 Million m3/a) wird zu Methan (97 %) aufbereitet (600.000 m3/a) und nach Kompression (300 bar) zum Antrieb der städtischen Busflotte verwendet.

Das 6. Arbeitstreffen fand von 14. bis 16. September 2006 an der FAL Braunschweig-Völkenrode, Deutschland, organisiert von Prof. P. Weiland statt. Im Zuge des Treffens wurden die Biogasanlage der Bioraffinerie - Agrar Bio-Recycling Gesmb Wietzendorf sowie eine 500 kWel Energiepflanzenvergärungsanlage (Fa. Dralle GmbH in Schwülper) besichtigt. Die Biogasanlage Wietzendorf ist in eine Kartoffelstärkefabrik (60.000 t/a Stärke) integriert. Weiters verwertet die Biogasanlage Molkereiabwasser, Futtermittelreste, Biodieselnebenprodukte (Glycerin), Alkoholschlempen (Destillationsrückstände) und Reste der Kartoffelchipherstellung.

Die weitere Teilnahme Österreichs an Task 37 in der Arbeitsperiode 2007-2009 ermöglicht eine Fortsetzung der erfolgreichen internationalen Kooperation. Aktuelle Informationen zu diesem Task finden Sie auf energytech.at/IEA

Publikationen

Teilnahme an Task "Biogas" in der Periode 2004-2006 und Koordination der österreichischen Teilnahme an IEA Bioenergy

Schriftenreihe 40/2009 J. Spitzer, K. Könighofer, et al., Herausgeber: bmvit
Deutsch, 37 Seiten

Downloads zur Publikation

Projektbeteiligte

Task-Verantwortlicher, inhaltliche Projektbearbeitung

Günther Bochmann
Interuniversitäres Department für Agrarbiotechnologie IFA-Tulln Institut für Umweltbiotechnologie
Konrad Lorenzstrasse 20
A-3430 Tulln
Tel.: +43 (2272) 66280-536
Fax: +43 (2272) 66280-503
E-Mail: guenther.bochmann@boku.ac.at
Web: www.ifa-tulln.ac.at

Österreichische Koordination IEA Bioenergy

Univ. Doz. Dr. Josef Spitzer, DI Kurt Könighofer
Joanneum Research Forschungsgesellschaft mbH, Institut für Energieforschung
Elisabethstraße 5
A-8010 Graz
Tel.: +43 (316) 876-1338
Fax: +43 (316) 876-1320
E-Mail: kurt.koenighofer@joanneum.at
Web: www.joanneum.at

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