Aufrufe
vor 2 Jahren

12 | 2016

  • Text
  • Umweltmagazin
  • Dezember
  • Unternehmen
  • Wasser
  • Luft
  • Anlagen
  • Umwelt
  • Energie
  • Anforderungen
  • Deutschland

Special Thermische

Special Thermische Abfallbehandlung Kraft-Wärme-Kopplung für die Klärschlammtrocknung Bandtrockner BT 6 zur Klärschlammbehandlung in Novo Mesto. Anfallender Klärschlamm muss vor der thermischen Verwertung getrocknet werden. Kann die Energie dazu nicht betriebsintern mittels Schlammfaulung erzeugt werden, sind effiziente Alternativen nötig. Im slowenischen Novo Mesto stattete die Huber SE, Berching, zusammen mit dem Projektpartner Riko, d. o. o., Ljubljana / Slowenien, eine Kläranlage mit einem Bandtrockner aus. Um diesen ökonomisch betreiben zu können, wurde eine Kraft-Wärme-Kopplungs- Anlage (KWK-Anlage) installiert. Bei der Kläranlage Novo Mesto in Slowenien fallen jährlich rund 3 600 t entwässerter Klärschlamm mit einem Trockenrückstand von durchschnittlich 20 % an. Da sie nicht über eine Schlammfaulung verfügt, steht kein Klärgas zur Energieversorgung des Trockners bereit. Um die Entwässerung auch ohne vorhandene Wärmequelle ökologisch und ökonomisch betreiben zu können, musste die passende Technik gefunden werden. Die Wahl fiel auf ein erdgasbetriebenes Blockheizkraftwerk (BHKW) als KWK-Anlage, um den Trockner mit Strom und Wärme zu versorgen. BHKW senkt den CO 2 -Ausstoß Die Stromerzeugung aus fossilen Brennstoffen in Großkraftwerken hat einen durchschnittlichen Wirkungsgrad von etwa 38 % [1]. Das bedeutet, dass pro Kilowattstunde Strom 2,63 kWh Primärenergie aufgewendet werden müssen. Die Wärmeerzeugung mit modernen Gaskesseln erreicht, auf dem für die Trocknung nötigen Temperaturniveau von 90 °C, Wirkungsgrade von rund 95 % [2]. Das bedeutet, dass für die Produktion einer Kilowattstunde thermischer Energie 1,053 kWh Primärenergie nötig sind. Moderne, mit Erdgas betriebene BHKW erreichen hingegen einen Gesamtwirkungsgrad, bezogen auf Strom und thermische Energie, von etwa 86 bis 94 %. Der elektrische Wirkungsgrad beträgt dabei zwischen 25 und 40 %, der thermische zwischen 50 und 65 %. Etwa 6 bis 14 % der eingesetzten Primärenergie gehen durch Strahlung, Abgas und Reibung verloren [2]. Das für Novo Mesto ausgewählte BHKW erzeugt unter Volllast 363 kWh/h thermische Energie für den Trocknungsprozess und 238 kWh/h Strom. Der Hersteller gibt den Gesamtwirkungsgrad mit 90,1 % an, wobei der thermische Wirkungsgrad 54,4 % und der elektrische Wirkungsgrad 35,7 % beträgt [3]. Der Gesamtprimärenergiebedarf beträgt 667 kWh/h. Bei dem Vergleich beider Varianten ergibt sich bei konventioneller, getrennter Energieerzeugung eine Primärenergiemenge von rund 1 008 kWh/h. Das BHKW liegt mit 667 kWh/h rund 34 % darunter. Auf die Laufzeit von 7 500 h/a gerechnet ergibt sich eine jährliche Menge von 2,56 GWh. Dies entspricht einer CO 2 -Einsparung von etwa 512 t/a – basierend auf einer spezifischen CO 2 -Emission von 200 g/kWh bei der Stromproduktion. Einsparungen durch geringere Stromkosten Der erzeugte Strom deckt nicht nur den Bedarf der Trocknungsanlage, sondern auch einen Teil des Eigenbedarfs des Klärwerks. Bei einem Arbeitspreis 18 UmweltMagazin Dezember 2016

BHKW in Kompaktbauweise. Literatur: [1] Hussy, C., Klaassen, E., Koorneef, J., Wiegand, F.: International comparison of fossil power and CO 2 intensity – Update 2014 unter: www.ecofys.com/files/files/ecofys-2014-interna tional-comparison-fossil-power-efficiency.pdf (abgerufen am 21.01.2016) [2] Bosch Thermotechnik GmbH: Planungsunterlage Loganova BHKW Module unter: productsde.buderus.com/techdoc/Loganova- EN-12kW-bis-400kW/6720808255.pdf (abgerufen am 21.01.2016) [3] Viessmann Werke GmbH und Co. KG: Technische Beschreibung Vitoblock 200 unter: www.bhkw.de/content/dam/internet_bhkw/PDF/ Technische_Beschreibung/Erdgas/Technische_Beschreibung_BHKW_Vitobloc_200_EM-238_363.pdf (abgerufen am 21.01.2016) von 0,1 €/kWh können jährlich rund 190 000 € an Stromkosten gegenüber dem Bezug aus dem öffentlichen Netz eingespart werden. Demgegenüber ste- UmweltMagazin Dezember 2016 hen Aufwendungen für Erdgas in Höhe von 213 000 €, bei einem Arbeitspreis 0,04 €/kWh. Die zusätzlich durch die Klärschlammtrocknung entstehenden Energiekosten betragen also lediglich 23 000 € pro Jahr beziehungsweise 6,40 € pro Tonne entwässertem Klärschlamm. Auch bei der Steuerung wurde Wert auf Energieeffizienz gelegt. Das BHKW wird wärmegeregelt betrieben; das bedeutet, dass sich dessen Leistung automatisch an den Wärmebedarf der Trocknungsanlage anpasst. Auf diese Weise wird eine Überproduktion von Wärme vermieden. Der Klärschlamm aus Novo Mesto wird nach der Trocknung als Ersatzbrennstoff in einem nahegelegenen Zementwerk thermisch und stofflich verwertet. Die Nutzung von Abwärme ist ein Weg der Klärschlammtrocknung. Ebenso müssen aber auch Lösungen für Anlagen bereit stehen, die über keine Abwärmequelle verfügen. Die Nutzung effizienter KWK-Anlagen stellt dabei eine wirtschaftliche und ökologische Variante dar. Hohe Wirkungsgrade durch die Nutzung der bei der Stromerzeugung entstehenden Abwärme bieten auch kleineren Kläranlagen ohne Schlammfaulung die Möglichkeit, die Entsorgungskosten und damit die Beiträge der Gebührenzahler niedrig zu halten. Bilder: Huber Stefan Ostermann, Huber SE, Berching, stefan.ostermann@huber.de Messe Essen 1.+2.2.2017 www.dconex.de Fachkongress und Ausstellung Schadstoffmanagement Sanierung Abbruch Entsorgung Anerkennung als Fortbildungsveranstaltung! Die Anerkennung wurde bei allen Stellen beantragt, die Fortbildungspunkte vergeben. Analyse Prävention Veranstalter: AFAG Messen und AusstellungenGmbH Messezentrum 1 · 90471 Nürnberg Fon +49 (0)911-98833-320 Fachlicher Träger: www.sanierungsfachbetrieb.de

Ausgabenübersicht