Aufrufe
vor 3 Jahren

9 | 2014

  • Text
  • Wasser
  • September
  • Umweltmagazin
  • Unternehmen
  • Anlagen
  • Millionen
  • Deutschland
  • Betrieb
  • Umwelt
  • Energie

TECHNIK UND MANAGEMENT

TECHNIK UND MANAGEMENT Abfall/Recycling Die Erweiterung einer bestehenden Biogas-Anlage umeinen Biogrinder von BHS-Sonthofen hat die Gasausbeute um 50 Prozent gesteigert. Es werden nun auch Materialien genutzt, die vorher nicht verarbeitet werden konnten, und die inkeiner ethischen oder Flächenkonkurrenz mit anderen Stoffen stehen. Aufgrund geringer Kosten für das Aufgabematerial und gestiegener Erlöse aus dem Verkauf des Biogases amortisiert sich der Biogrinder innerhalb kurzer Zeit. Der BHS Biogrinder RBG 08mit Hochförderschnecke und Stopfschnecke Mehr Gasausbeute bei höhererRohstoffvielfalt Johann Kinzner und Karl-Heinz Bachmann Auf demrund 180hagroßenBauernhof im bayerischen Taufkirchen wird seit mehr als 20 Jahren Biogas erzeugt. Trotz einer Modernisierung vor vier Jahren waren zeitraubende Störungenund Probleme beimRühren und Beschicken des Fermenters an der Tagesordnung, außerdem kam es beim Ausbringen der Gährreste immer wieder zu VerstopfungenderSchläucheundDüsen. Die Ziele Es musste eine effizientereLösung gefunden werden. Ziel war es, nicht nur die Betriebssicherheit zuerhöhen, sondern auch die Gasausbeute zusteigern. Außerdem sollten günstigere Rohstoffe eingesetztwerdenkönnen, wie Feldrestfrüchte, Mais- und Rapsstroh, Pferdemist, Grünroggen und GPS. Inder Vergangenheit konnte nur fein gehäckseltes Material verwendet werden, denn preisgünstiges, langfaseriges Material warfür die Biogasanlagenicht geeignet. Besonders wichtig war indieser Anlage die Verarbeitung von Pferdemist –eine Herausforderung für die Fermentation, denn er besteht zum größten Teil aus langem Stroh. Die Lösung Durch Gespräche mit anderen Landwirten kam der Kontakt zu MEBA Aufbereitung aus Nördlingen zustande.Das Unternehmen hatte kurz vorher die Biogrinder von BHS-Sonthofen in sein Programm aufgenommen. Die BHS Biogrinder zerkleinern das Aufgabegut von Biogasanlagen vor der Fermentierung zu einem homogenen und aufgefaserten Substrat und beschleunigen so aufgrund der großen Oberfläche der einzelnen Partikel die Gasproduktion der Mikro-Organismen im Fermenter wesentlich. Auf diese Weise steigern sie die Methanausbeute deutlichund machenBiogasanlagen effizienter undbetriebssicherer. Dieser Effekt ist bei faserreichen pflanzlichen Rohstoffen besonders wichtig. Im Biogrinder wird das Aufgabegut mittig von oben einem schnell laufenden, sternförmigen Rotorzugeführt, der es aufgrund der Zentrifugalkraft nach außenschleudert.ImSpalt zwischender feststehenden Ringpanzerung und den rotierendenWerkzeugenwirddas Material intensiv durch die dortauftretenden Scherkräfte zerfasert und zerkleinert. Über Öffnungen ander Unterseite verlässt das aufbereitete Substrat den Biogrinder. Die kontinuierlich arbeitende Maschine verfügt über einfach gestaltete, robuste Zerkleinerungswerkzeuge, die sehr hohe Scherkräfte in dasAufgabegut einbringen. Da die Maschinennur Prallund Scherkräfte nutzen, arbeiten sie verschleißarm. Außerdem zerkleinern sie Störstoffe –zum Beispiel Erdklumpen und Steine –ohne Gefahr für die Maschine. Die Anlage Wegen des guten Aufbereitungsgrades, der großen Vielfalt des möglichen Aufgabematerials und der einfachen nachträglichen Integration indie vorhandene Biogasanlagefieldie Entscheidung, vor dem Fermenter einen Biogrindervon BHS zu installieren. Die Gesamtanlage besteht aus einem BioG Bunker, einem BHS Biogrinder vom Typ RBG 08mit einer Motorleistung von 55kW, einem lastgesteuerten Einbringsystem mit Einbringschnecke und der Steuerung. DieAnlage stehtim Freien direkt auf derBiogasanlage. Montage und Inbetriebnahme waren nach einer Woche beendet, in den drei Wochen danachwurde dasSystemüber die Fernüberwachung fein eingestellt. Während der Montage war die vorhandene Biogasanlage weiterinBetrieb. 34 UmweltMagazin September 2014

Bilder (2) und Grafik: BHS-Sonthofen Nach der Zerkleinerung im BHS Biogrinder: Maissilage, Grünroggen und Pferdemist mit Strohanteil imVerhältnis von je einem Drittel Eine Untersuchung der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft (LFL) Weihenstephan zeigt, dass der Gasertrag bei Grünroggen mit dem Biogrinder um rund 50 Prozent steigt. Das Einbringsystem mit einem Volumen von90m³wirdmit einemFrontlader beschickt. Ein Schubboden drückt das Material zur Förderwand, die mit sechs schräg liegenden, lastgesteuerten Förderschnecken bestückt ist. Sie lockern das Material auf und dosieren es gleichmäßig. Die Hochförderschnecke transportiert es durch einen Abwurfschacht direkt in den Biogrinder. Die Stopfschnecke fördert das zerkleinerte Material von der Austragsöffnung schließlich in den Fermenter. Der Durchsatzbeträgt bei Material mit etwa 25 ProzentTrockensubstanz zwischen6 und 8t/h und bei einemAnteil vonetwa 50 Prozentrund 2bis 4t/h. Die gesamte Anlage besitzt eine gemeinsame Steuerung, die die Leistung der einzelnenAntriebe fürdas Einbringsystem und die Zerkleinerungstechnik dem jeweiligen Bedarf entsprechend anpasstund so dengeringen Energiebedarfder Anlagegewährleistet. Das System ist Anfang März dieses Jahres installiert worden und arbeitet seit dem ersten Tag störungsfrei. Der Bunker wird einmal proTag gefüllt und läuftdann ohnejeglicheEingriffe–ein wichtiger Gesichtspunkt für Landwirte, die ihren Hof alleine bewirtschaften. Größere Vielfalt bei der Rohstoffauswahl DasAufgabematerial stammt zumeist vom eigenen Hof; ein Landwirt aus der Nachbarschaft liefert Stroh und Mist, dafür erhält er Gährreste zurück. Während in der Vergangenheit nur teure Silage eingetragen werden konnte, wer- den jetzt auch andere Materialien verwendet, die vorher in der Biogasanlage nicht denkbar waren. Zum einenkann nun Material mit geringem MarktwertingroßenMengen genutzt werden und wird mehr und mehr fester Bestandteil der täglichen „Fütterung“ der Biogasanlage. Zum anderen kann langfaseriges Aufgabematerial verwendet werden, das vorher zu ProblemenimFermentergeführt hätte,sobeispielsweiseMais-oderRapsstroh, RindermistoderLandschaftspflegematerial. Da das aufgeschlossene Material nun eine deutlich größere Oberfläche hat und im ganzen Fermenter gleichmäßig durchmischt ist, ist die Gasproduktion deutlich gestiegen. Außerdem arbeitet der Fermenter schneller als vorher. Die erhöhte Gasproduktion machte sichbereits nachwenigen Wochen bemerkbar. DieGasproduktion kann über die Zugabemenge schnellgesteuert werden.Dies ist ein Vorteil der lastabhängigen Einspeisung, denn der vorhandene Gasspeicher ist relativ klein und kann bei Bedarf schnell wieder gefüllt werden, indem einfach die Zugabemenge erhöht wird. 70 Prozent weniger Energie für das Rühren Die vom Biogrinder zerkleinerte Masse lässt sich leichter fördern und rühren, sodass die Exzenterschnecken- Pumpe und die Rührer weniger Energie benötigen, weniger verschleißen und insgesamt zuverlässigerarbeiten. Der Energiebedarffür dasRühren hat sich aufgrund der günstigeren Faserstruktur deutlich reduziert.Bereits nach zwei Wochen warder geringereEnergiebedarffür dasRühren feststellbar,denn das Material setzt den Rührflügeln nur nocheinengeringen Widerstand entgegen. Mittlerweile ist die erforderliche Rührleistung auf etwa 30 Prozentgesunken. Es muss natürlich berücksichtigt werden, dass die Dosierung und der Biogrinder elektrischen Strom benötigen. In derSumme gleichen sichder geringereBedarfbeimRühren und der zusätzliche Verbrauch beim Zerkleinern aus, die Energiekosten dergesamtenAnlage werden dabei eher geringer. Ausblick Auf der Kostenseite schlägt zuBuche, dass jetzt Material verwendet wird, das einen geringen Marktwert hat. Allein aufgrund dieses Effektes machtsichder Biogrinderschnell bezahlt. Hinzu kommt, dass der Ertrag aus dem Verkauf des Gases deutlich gestiegen ist: Mit der selben Technik –also ohne Investitionen inden Fermenter oder die Rührtechnik –erzeugt die Anlage jetzt 200 kW in der Stunde mehr Leistung. Außerdem entfällt auch für das bisher schon verwendete Material ein Arbeitsschritt – es braucht nicht mehr gehäckselt zu werden, sondern der Ladewagenschnitt wird direkt verarbeitet. Johann Kinzner, Biogasanlagenbetreiber, Taufkirchen; Karl-Heinz Bachmann, MEBA GmbH, Nördlingen, khb@meba-biogas.de UmweltMagazin September 2014 35

Ausgabenübersicht