Pilotprojekt Biogas-Einspeisung ins Ortsgasnetz Leoben

Die Steirische Gas-Wärme GmbH, der Reinhaltungsverband Leoben und die Stadtwerke Leoben planen gemeinsam die Realisierung eines umfassenden Biogas-Pilotprojektes am Standort der Kläranlage Leoben. Dieses zukünftige Energie- und Entsorgungszentrum soll sämtliche Bereiche von der Substratübernahme (bzw. Abfallentsorgung) über die Biogas- und Bioenergieproduktion bis zur stofflichen und energetischen Verwertung der Reststoffe abdecken. Pilotcharakter hat dabei die geplante Aufbereitung des Produktgases und dessen Einspeisung in das öffentliche Ortsgasnetz der Stadtwerke Leoben.

Im Endausbau sollen jährlich rund 2,5 Mio. Nm³ Biogas (bezogen auf Erdgasäquivalent) produziert werden. Davon werden rd. 0,7 Mio. Nm³/a zur Eigenenergieversorgung in BHKWs verwertet und 1,8 Mio. Nm³/a in das Erdgas-Netz der Stadtwerke Leoben eingespeist, wodurch ein beträchtlicher Anteil der Energieversorgung der Stadt Leoben mittels Erneuerbarer Energieträger abgedeckt werden kann. Zunächst werden im Rahmen eines umfassenden Vorprojektes wesentliche Betriebs- und Prozessdaten als Basis für die weitere Projektkonzeption erhoben und wissenschaftlich bewertet.

Stoffstromanalyse

Das im Mai 2005 gestartete Projekt beinhaltet die Durchführung von großtechnischen Versuchen unter Verwendung der bestehenden Anlageninfrastruktur und unter Einbindung eines wissenschaftlich betreuten Versuchs- und Analyseprogramms. Ziel ist es, den Einfluss unterschiedlicher Substratzusammensetzungen in Hinblick auf die Qualität und Quantität der Produktströme - Flüssig-, Gas- und Festphase - unter realen Bedingungen zu ermitteln.

Bei den eingesetzten Substraten handelt es sich vorwiegend um biogene Abfälle aus Gewerbebetrieben und kommunalen Abfallsammelstellen. Als Versuchsreaktoren werden die bestehenden Faultürme verwendet, in denen aufgrund der freien Faulturmkapazitäten unterschiedliche Substratpaarungen getestet werden können. Die Menge des dabei erzeugten Rohgases liegt immerhin in der Größenordnung von bis zu 140 m³/h.

Zur Absicherung der Ergebnisse werden parallel zu den großtechnischen Versuchen Gärtests in Laborumgebung durchgeführt, die einen unmittelbaren Vergleich zum großtechnischen Versuch zulassen und wichtige Informationen über zusätzliche Substratpaarungen liefern. Die durchzuführenden Analysen umfassen - neben der Bestimmung von brenntechnischen Parametern - umfangreiche Analysen über den gesamten Prozess hinsichtlich organischer und anorganischer Komponenten in jeder Phase (flüssig, gasförmig, fest).

Bewertung von Aufbereitungsverfahren

Neben der Stoffstromanalyse wird ergänzend eine Analyse und Bewertung möglicher Gasaufbereitungsverfahren durchgeführt. So soll der Nachweis über die Funktionalität absorptiver und adsorptiver Gasaufbereitungsverfahren entsprechend den Anforderungskriterien für die Einspeisung von Biogas in ein öffentliches Netz erbracht werden. Die Daten dafür liefert eine halbtechnische Versuchsanlage, die für einen Teilstrom des Rohgases (5 - 15 Nm³/h) Ergebnisse für den qualitativen Vergleich dreier unterschiedlicher Verfahren liefert (Druckwasserwäsche, Aminwäsche und Druckwechseladsorption).

Zielsetzung des Teilprojekts

Durch die chemisch-analytische Untersuchung sämtlicher Stoffströme über den Fermentationsprozess sollen Kenntnisse über den optimalen Einsatz von Substratmaterialien im Fermenter gewonnen werden. Neben der Untersuchung der Energieausbeute (Gas- und Methanertrag) in Abhängigkeit unterschiedlicher Stoff- und Prozessparameter ist vor allem der Einfluss der Einsatzstoffe auf die Qualität der Produktströme (Produktgas und Gärreststoffe) von großer Bedeutung. Insbesondere die im Gasstrom enthaltenen Spurenelemente (saure Komponenten) können zu nachhaltigen Werkstoffproblemen der Gasinfrastruktur führen und erfordern eine für das Rohgas spezifisch ausgewählte Gasaufbereitungstechnologie.

Um die Qualität des aufbereiteten Gases sicherzustellen ist somit eine gewisse Vorhersage der Rohgaszusammensetzung in Abhängigkeit der eingesetzten Substrate erforderlich. Ziel ist es, auf Basis des vorliegenden Projekts eine Methodik zu demonstrieren, die den Einsatz des Produktgases im öffentlichen Gasnetz in Abhängigkeit des eingesetzten Substrates gewährleistet. Somit könnte Biogas - abhängig von seiner Herkunft - gewissermaßen ein Zertifikat erhalten. Weiters wird in Abhängigkeit der Zusammensetzung der Gärreststoffe, die Art ihrer Verwertbarkeit bzw. die etwaige Entsorgung unter Berücksichtigung der Kläranlageninfrastruktur bewertet.

Erste Ergebnisse aus den Versuchen

Das Projekt befindet sich derzeit in der Endphase und liefert bereits vielversprechende Ergebnisse vor allem im Bereich der Gas- und Rohstoffqualität. Nach einer umfangreichen Evaluierung der Daten wird dieses Projekt bis zum Ende des 1. Quartals 2006 nicht nur eine wesentliche Grundlage für die weitere Umsetzung des Gesamtprojektes liefern, sondern auch für andere Projekte als praxisorientierte Grundlage zur Verfügung stehen.

Projektleiter (Kontaktadresse)

Dipl. Ing. Norbert Machan
Contracting und Erneuerbare Energien
Tel.: +43 (316) 9000 58856
E-Mail: norbert.machan@e-steiermark.com

Institut: Steirische Gas-Wärme GmbH

Projekt- bzw. Kooperationspartner

Steirische Gas-Wärme GmbH (Projektleitung)
Reinhaltungsverband Leoben
Stadtwerke Leoben
Austrian Bioenergy Centre GmbH (Non Kplus)
Joanneum Research
IFA Tulln
FH Leoben
Rumpold AG
Zukunftsfond Steiermark.