Deutsches Biomasse ForschungszentrumEnergetische Nutzung von Landschaftspflegematerial

Erfahrungen mit der Konzeption und dem Betrieb einer Grüngut-

Vergärungsanlage im Verbund mit der Kompostierung und der

energetischen Nutzung von Holz

Franz Werner Dietz SIUS GmbH, Völklingen Saar

Prokurist, Leiter Engineering

weitere Ansprechpartner Wilhelm Kühn SIUS GmbH, Völklingen Saar

Geschäftsführerwww.sius-online.de

Michael Buchheit BBG Donau-Wald mbHTechnischer Geschäftsführer

SIUS GmbH: Werke und Beteiligungsgesellschaften

Bayern

Baden -Wuerttemberg

Saarland

Rheinland -Pfalz

Hessen

Nordrhein -Westfalen

Thüringen

Sachsen

Sachsen - AnhaltBranden -burg

Österreich

Frankreich

Polen

Belgien Holland

Schweiz

-

Bayern

Baden -Wuerttemberg

Saarland

Rheinland -Pfalz

Hessen

Nordrhein -Westfalen

ThüringenSachsen

Sachsen-AnhaltBrandenburg

Österreich

Frankreich

Polen

Holland

Schweiz

-

Kompostierungsund Vergärungsanlagen

Hauptsitz

Beteiligungs -gesellschaften

Kompostierungsund Vergärungsanlagen

Hauptsitz

Beteiligungs -gesellschaften

Belgien

Betrieb direkt oder in Beteiligungsgesellschaften

Engineeringalle Leistungsschritte bis zur Abnahme

von

Kompostierungsanlagen Vergärungsanlagen

Mechanisch-biologische Restabfall-

behandlungsanlagen

ca.190.000 t/a Bioabfall ca. 60.000 t/a Grünschnitt

www.sius-online.de

Biokompost-Betriebsgesellschaft Donau Wald mbH

Partner: Abfallwirtschaftsgesellschaft Donau-Wald mbH und SIUS GmbH

Aufgaben: Verwertung aller im Verbandsgebiet anfallenden Bio- und Grüngutabfälle

Eigenverantwortliche Betriebsführung von:

Bioabfallverwertungsanlage Passau (ca. 44.000 t/a)

Bioabfallkompostwerk Regen (ca. 12.000 t/a)

7 Grüngutkompostierungsanlagen u. 11 Grüngutannahmestellen (ca. 56.000 t/a)1 Grüngut-NawaRo Vergärungsanlage (ca. 18.000 t/a)

Vermarktung des erzeugten Kompostes (ca. 30.000 t/a)

Vermarktung des erzeugten Flüssigdüngers (ca. 24.000 t/a)

Projekt: Public-Private-Partnership für eine gemeinsame Betriebsgesellschaft

Lkr. Deggendorf Lkr. Freyung-Grafenau Lkr. Passau Stadt Passau

Public-Private-Partnership BBG

ZAW Donau-Wald

51 % 49 %

BBG Donau-Wald mbH

SIUS GmbHAWG Donau-Wald mbH

Lkr. Regen

Einwohner gesamtca. 520.000

Haushalte gesamtca. 220.000

Einzugsgebietca. 4.500 km²

Städte, Gemeinden114

Gründungsjahr 1996

www.bbg-bayern.de

Kompostieranlage

Grüngutannahmestelle

Kompostwerk / Vergärungsanlage

Standorte der BBG Donau-Wald mbH

BAVA Passau

Kompostwerk Regen

Grüngutkompostierungsanlagen

Grüngutvergärungsanlage Regen

BBG Konzept

Das besondere Konzept der SIUS/BBG besteht darin, dass man aus den vorhandenen

biologischen Abfällen (Grüngut und Bioabfall) regenerative Energie (thermisch und

elektrisch) gewinnt. Trotzdem werden die hervorragenden düngenden Eigenschaften der

Komposte beibehalten.

Wir kombinieren die energetische mit der stofflichen Nutzung.

nur Verbrennung bedeutet: keine stoffliche Verwertung (Endprodukt Asche)

nur Kompostierung bedeutet: keine energetische Verwertung (Endprodukt Kompost)

Bei unserem Konzept

!!!!! Kein Gegensatz!!!!!

Energieerzeugung stoffliche Verwertung

Grundlagen der Vergärung

TS30%

oTS ana = 0%TS = 22...24 %Hydrolyse Säurebildung Methan

Pfropfen

TS30%TS30%

oTS ana = 0%TS = 22...24 %Hydrolyse Säurebildung MethanHydrolyse Säurebildung Methan

PfropfenPfropfenPfropfen

Zur Vergärung von Bioabfällen und/oder Grünschnitt kommen im Wesentlichen„Feststoffvergärungsverfahren bzw. Trockenfermentationsverfahren! (TS 25 -35 %)zum Einsatz

Vergärung oder Fermentation ist die Umsetzung von biologischen Materialien mitHilfe von Bakterien-, Pilz- oder Zellkulturen unter Ausschluss von Luft. Es sinddieselben Bakterien, die zum Beispiel im Pansen von Wiederkäuern oder inSümpfen vorkommen.

Quelle: Kompogas

Grundlagen der Kompogas-Pfropfenstrom-Trockenfermentation

Grundlagen der Kompogas-Pfropfenstrom-Trockenfermentation

Verweilzeit

Eintrag Austrag

Impfung

Durchlaufzeit

Verweilzeit

Eintrag Austrag

Impfung

Durchlaufzeit

Quelle: Kompogas

M

M

P

MP

FermenterThermophiler Prozess ca. 55 C

Mischer

Input -Substrat

BHKW

Gärrest - flüssig

Biogas

StromWärme

Gärrest - festTrenn-Aggregat

InputTS > 30 %

Impfmaterial

Anmaischwasser

OutputTS ca. 12 -15%

Trockenfermentation - Pfropfenstrom

Projekt: Grüngutvergärungsanlage RegenGVA Regen

Grüngutvergärung und Kompostierung von Biomasse aus der Landschaftspflege

Neue Wege in der GrüngutverwertungOptimierte Grüngutverwertung gemeinsam mit NawaRo am Beispiel Regen.

Bioenergie aus der Landschaftspflege

Erneuerbare Energien Gesetz (EEG) von 2009

Grundvergütung Stand 2009: bis 150 KW = 11,67 ct/kWh

bis 500 KW = 9,18 ct/kWh

bis 5 MW = 8,25 ct/kWh

Technologiebonus = 2 ct/KWh Bonus für innovative Techniken

KWK-Bonus = 3 ct/kWh Bonus für hochwertige Wärmenutzung

Emissionsminderungsbonus = 1 ct/KWh Bonus bei Unterschreitung der TA-Luft

Grenzwerte Formaldehyd im Abgasstrom < 40 mg/m³

NawaRo-Bonus = 7 ct/KWh Bonus für Einsatz von NawaRokommunale Grüngutabfälle gelten als NawaRo

Landschaftspflegebonus = 2 ct/KWh wenn überwiegend Material aus der

Landschaftspflege eingesetzt wird.

kommunale Grünabfälle gelten als Landschaftspflegematerial

Ausgangssituation

Gesamtanliefermenge Grüngut

0 m³

50.000 m³

100.000 m³

150.000 m³

200.000 m³

250.000 m³

1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 20060 Mg/a

10.000 Mg/a

20.000 Mg/a

30.000 Mg/a

40.000 Mg/a

50.000 Mg/a

60.000 Mg/a

m³/aMg/a

Auslastungsgrenze

Ausgangssituation

Jährlich steigende Grüngut-Mengen führten zur

Überlastung der Kompostieranlagen

Überlastung des mobilen Maschinenparks

Die möglichen Optimierungsmaßnahmen wurden bereits vollständig ausgeschöpft:

Verkürzung der Rottezeit von 10 auf 4 Monate

Erhöhung der zulässigen Mietenhöhe von 2,5 auf 3,5 m

landwirtschaftliche Verwertung von Frischkompost

Konzept Grüngutverwertung

Um der Überlastung der Grüngutkompostierungsanlagen und des mobilen Maschinenparks entgegen zu treten, wurde von uns folgendes realisiert:

• Das Grüngut wird wie bisher auf den Grüngutkompostierungsanlagen und -annahmestellen angeliefert. Dort

wird das Material gehäckselt und direkt gesiebt. Bei der Siebung erhalten wir 3 Fraktionen

< 15 mm, sandige Fraktion

> 15 mm und < 60 mm und krautig, grasige Fraktion

> 60 mm hergestellt. holzige Fraktion, Biomassebrennstoff

Ziel des Konzeptes war es die wirtschaftlichste Lösung unter gleichzeitiger Verbesserung der Ökologie zu gewährleisten!

Grobaufbereitung – Grüngutkompostierungsanlagen und –annahmestellen (mobiler Schredder und Siebanlage)

Anlieferung

Zerkleinerung

Grüngut

Fertigkompost zur Vermarktung

Fermenter

Feinaufbereitung KlassierungSiebreste

Rotte – Grüngutkompostierungsanlagen

Vergärung

Rotteverlust

BHKWBiogas

Strom Wärme

Notfackel

PresswasserSpeicherbeckenLandwirtschaftliche

VerwertungEntwässerung

ZwischenbunkerBeschickungsdosierer

< 60 mm

Nachrotte

Biomasse-heizkraftwerk

Verladung

NawaRo

KlassierungHolzige Bestandteile

Konzept-Verfahrensfließbild

Konzept Grüngutverwertung

I. Anpassung der Arbeitsmaschinen und Transportkapazitäten des mobilen Maschinenparks

II. Herstellung von ca. 10.000 Mg/a Biomassebrennstoff aus Grüngut

III. Errichtung neuer Behandlungskapazitäten für 14.000 Mg/a aufbereitetes Grüngut

Konzept Grüngutverwertung

I. Anpassung der Arbeitsmaschinen und Transportkapazitäten des mobilen Maschinenparks

II. Herstellung von ca. 10.000 Mg/a Biomassebrennstoff aus Grüngut

III. Errichtung neuer Behandlungskapazitäten für 14.000 Mg/a aufbereitetes Grüngut

Konzept GrüngutverwertungAnpassung der Arbeitsmaschinen und Transportkapazitäten des mobilen Maschinenparks

zu I. Anpassung der Arbeitsmaschinen und Transportkapazitäten des mobilen Maschinenparks

Konzept Grüngutverwertung

I. Anpassung der Arbeitsmaschinen und Transportkapazitäten des mobilen Maschinenparks

II. Herstellung von ca. 10.000 Mg/a Biomassebrennstoff aus Grüngut

III. Errichtung neuer Behandlungskapazitäten für 14.000 Mg/a aufbereitetes Grüngut

Konzept GrüngutverwertungHerstellung von ca. 10.000 Mg/a Biomassebrennstoff aus Grüngut

zu II. Herstellung von ca. 10.000 Mg/a Biomassebrennstoff aus Grüngut

• Seit einigen Jahren wird in der Branche bereits erfolgreich eine heizwertreiche, holzige Fraktion für die Biomasseverbrennung aus dem Grüngut abgetrennt.

• Versuche das ganze Grüngut zu verbrennen, sind an dem hohen Chlorgehalt der Blätter, dem schlecht verbrennenden frischen Gras und insbesondere an dem hohen Sandanteil, der als Asche (bis zu 20%) bei der Verbrennung anfällt, gescheitert.

• Auch die BBG testet bereits seit Jahren erfolgreich die Ausschleusung einer heizwertreichen Fraktion.

• Auf der Grundlage dieser Tests kann man festhalten, dass die BBG ca. 10.000 Mg/a an holzigem Material die Biomasseverbrennung gewinnen kann.

• Das holzige Material wird von einem Spezialisten weiterverarbeitet. Dabei erzielt die BBG für das Material Erlöse, die für die erhöhten Maschineneinsätze verwendet werden.

Konzept GrüngutverwertungHerstellung von ca. 10.000 Mg/a Biomassebrennstoff aus Grüngut

Konzept Grüngutverwertung

I. Anpassung der Arbeitsmaschinen und Transportkapazitäten des mobilen Maschinenparks

II. Herstellung von ca. 10.000 Mg/a Biomassebrennstoff aus Grüngut

III. Errichtung neuer Behandlungskapazitäten für 14.000 Mg/a aufbereitetes Grüngut

Baustelle: Spatenstich 21.05.2007Errichtung neuer Behandlungskapazitäten für 14.000 Mg/a aufbereitetes Grüngut

BaustelleErrichtung neuer Behandlungskapazitäten für 14.000 Mg/a aufbereitetes Grüngut

BaustelleErrichtung neuer Behandlungskapazitäten für 14.000 Mg/a aufbereitetes Grüngut

BaustelleErrichtung neuer Behandlungskapazitäten für 14.000 Mg/a aufbereitetes Grüngut

InvestitionskostenErrichtung neuer Behandlungskapazitäten für 14.000 Mg/a aufbereitetes Grüngut

Mio. €

Bauteil 2.35

Masch. u. Elektrotechn. Ausstattung 0.87

BHKW 0.51

Engineering 1.0

Sonstige Kosten 0.2

Gesamtsumme 4.93

Realisierung Grüngutvergärung RegenErrichtung neuer Behandlungskapazitäten für 14.000 Mg/a aufbereitetes Grüngut

politische Genehmigung 15.12.2006

Genehmigung /Ausschreibung / Vergabe Jan.– Mai 2007

Spatenstich 21.05.2007

Rohbaufertigstellung Oktober 2007

Kaltinbetriebnahme November 2007

Warminbetriebnahme 05.12.2007

erste Stromeinspeisung 27.12.2007

Mai 2007 Dezember 2007August 2007

Standort Regen

Einstufige thermophile Trockenvergärung mit statisch – dynamischer NachrotteDurchsatz: 18.000 Mg/aEnergie el. 4.000 MWh/aBetreiber: BBGPlaner: SIUSBetriebsgesellschaft: BBG (51%AWG 49 % SIUS)Betriebssupport : SIUS

Realisierung Grüngutvergärung RegenErrichtung neuer Behandlungskapazitäten für 14.000 Mg/a aufbereitetes Grüngut

• Für die Verarbeitung von 14.000 t/a aufbereitetem Grünschnitt• Plus 4.000 t/a NawaRo s

Verarbeitungsmengen RegenGrüngutvergärungsanlage Regen

0

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

12.000

14.000

16.000

01.01.09

15.01.09

29.01.09

12.02.09

26.02.09

12.03.09

26.03.09

09.04.09

23.04.09

07.05.09

21.05.09

04.06.09

18.06.09

02.07.09

16.07.09

30.07.09

13.08.09

27.08.09

10.09.09

24.09.09

08.10.09

22.10.09

05.11.09

19.11.09

03.12.09

17.12.09

31.12.09

Mg

Grüngut-Einsatz kumuliert

Grüngut Sollmenge

Verarbeitungsmengen RegenGrüngutvergärungsanlage Regen

0

5.000

10.000

15.000

20.000

25.00001.01.09

15.01.09

29.01.09

12.02.09

26.02.09

12.03.09

26.03.09

09.04.09

23.04.09

07.05.09

21.05.09

04.06.09

18.06.09

02.07.09

16.07.09

30.07.09

13.08.09

27.08.09

10.09.09

24.09.09

08.10.09

22.10.09

05.11.09

19.11.09

03.12.09

17.12.09

31.12.09

NaWaRo - Grüngut kumuliert

Grüngut Grassilage Maissilage Körnermais Körnerfrucht Sollmenge

Wärmemengen 2010 GVA Regen

0

500.000

1.000.000

1.500.000

2.000.000

2.500.000

01.01.10

15.01.10

29.01.10

12.02.10

26.02.10

12.03.10

26.03.10

09.04.10

23.04.10

07.05.10

21.05.10

04.06.10

18.06.10

02.07.10

16.07.10

30.07.10

13.08.10

27.08.10

10.09.10

24.09.10

08.10.10

22.10.10

05.11.10

19.11.10

03.12.10

17.12.10

31.12.10

KWh

Wärmemengen Mengen 2009

Stromerlöse 2010 GVA Regen

0,00

100.000,00

200.000,00

300.000,00

400.000,00

500.000,00

600.000,00

700.000,00

800.000,00

900.000,00

1.000.000,0001.01.10

15.01.10

29.01.10

12.02.10

26.02.10

12.03.10

26.03.10

09.04.10

23.04.10

07.05.10

21.05.10

04.06.10

18.06.10

02.07.10

16.07.10

30.07.10

13.08.10

27.08.10

10.09.10

24.09.10

08.10.10

22.10.10

05.11.10

19.11.10

03.12.10

17.12.10

31.12.10

Euro

Stromerlöse kum. Sollmengen Erlöse erstattet Stromerlöse 2009

Mengenaufteilung Verarbeitung

Kompostierung31.000 Mg/a

57%

Vergärung14.000 Mg/a

25%

Verbrennung10.000 Mg/a

18%

Kompostierung Vergärung Verbrennung

vorher

nur Kompostierung

von ca. 55.000 Mg/a

Konzept Grüngutverwertung

nacher

Verbrennung / Vergärung / Kompostierung

von ca. 55.000 Mg/a

Wir gewinnen mit unserem Konzept aus 50.000 t/a Grüngut:

• einen Brennstoff (ca. 10.000 t/a) mit einem Heizwert Hu von ca. 12 MJ/Kg

• ca. 500 bis 600 KW elektrische Energie

• ca. 400 bis 500 KW Wärme für ein Nahwärmenetz (kleines Dorf und Gewerbe) und ersetzen damit Heizöl, Erdgas und Strom

• ca. 18.000 t/a hochwertigen gütegesicherten Kompost

• ca. 6.000 m³/a hochwertigen Flüssigdünger

Konzept-Kennzahlen:

Wir binden die regionale Landwirtschaft mit der Lieferung von NawaRo (Gras- und Maissilage) und der Verwertung des Flüssigdüngers sinnvoll in unser Projekt ein

Kompostierung

Kompostierung: Vermarktungsmengen

02.0004.0006.0008.000

10.00012.00014.00016.00018.00020.00022.00024.00026.00028.00030.00032.00034.00036.00038.00040.00042.00044.00046.00048.00050.00052.00054.00056.00058.00060.00062.00064.00066.00068.00070.00072.000

1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009

cbm

Bio-Frischkompost Bio-Fertigkompost Häckselgut G-Frischkompost G-Fertigkompost Sackware Kompost

Sackware Blumenerde Sackware Rindenmulch Kräuter-u.Gartenerde Erdensubstrat lose Graberde Sackware 45 Rindenmulch lose

Rasenfit Premiumkompost Pflanzerde Sackware Rasenfit Graberde Sackware 20 l Sackware Blumenerde 20 l

Kompostierung: Vermarktungserlöse

025.00050.00075.000

100.000125.000150.000175.000200.000225.000250.000275.000300.000325.000350.000375.000400.000425.000450.000475.000500.000525.000550.000575.000600.000625.000650.000675.000700.000725.000750.000775.000800.000825.000850.000

1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009

Euro

Bio-Frischkompost Bio-Fertigkompost Grün-Gär/Frischkompost Grün-Fertigkompost Kompost Sackware Blumenerde Sackware

Rindenmulch Sackware Kräuter-uGartenerde Erdensubstrat lose Graberde 45 L Rindenmulch lose Rasenfit

Düngemulch Premiumkompost Pflanzerde Sackware Rasenfit Graberde 20 L Sackware Blumenerde 20 l

Bundesweite Studie

„Ökologischer und ökonomischer Vergleich der stofflichen undenergetischen Nutzung von Grünabfällen“

Autoren: Gottschall, Kranert, Hafner, Bruns, Schiere, Seibel

• energetische und stoffliche Verwertung (mit Torfersatz) sind gleichwertig

• durch eine Kombination der Verwertungssysteme inkl. einer Erhöhung der Erfassungsquote können bundesweit bis 2,2-2,6 Mio. Mg/a CO2 eingespart werden.

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit