Erfahrungen mit Rübenbrei als BiogassubstratBioEnergy Decentral 16.-19. November 2010 in Hannover

Claus Pommerehne, Nordzucker AG

und

Norbert Gröblinghoff, Gröblinghoff Biogas GmbH & Co. KG in Anröchte

Dateiname: 101116 Vortrag Bioenergy Decentral.ppt

Verantwortlicher: Claus Pommerehne

Ersteller: SB/CP

Stand: 2010-11-12

Animation: ja

Sprache: deutsch

Dieses ist eine Energiefabrik...

Die Zuckerrübe hat viele Verwertungsmöglichkeiten

Biogas

Es steckt viel Energie in der Rübe

Von einem Hektar (ha) Zuckerrüben kann man herstellen:

9.600 kg Zucker³

18% Zuckergehalt, 60 t/ha Ertrag

6.237 l Bioethanol² (Vergleich: Weizen 2.554 l)

27.500 kwh/ha Stromertrag³

22% TS

170 m³ Rohgas

60% CH4-Gehalt bei Rübenbrei siliert

38% Wirkungsgrad

70 t/ha Frischmasseertrag Rübe

Zum Vergleich: Silomais, 33% TS, 53%CH4 , 200m³ Rohgas³

Bei 50 t FM/ha 20.000 kwh

Bei 55 t FM/ha 22.000 kwh

Bei 60 t FM/ha 24.000 kwh

2= Quelle: FNR, Biokraftstoffe eine vergleichende Analyse, 2006

3= eigene Berechnungen

Nordzucker – Kompetenz und Erfahrungen im Rübenanbau seit

150 Jahren

Rübenaussaat, hier

mit spezieller

Schlitzsaattechnik

Gute Rübenbestände - kommen nicht von allein

Nordzucker – Kompetenz und Erfahrungen im Rübenanbau seit

150 Jahren

Rübenernte

Laden und Reinigen

Mietenpflege für

Spätlieferung

Transport in Zuckerfabrik

Zuckerproduktion – unser traditionelles Kerngeschäft

SweetFamily –

Handelspalette für

Verbraucher

Warum hat die Rübe bislang den Durchbruch für die alternative

Verwendung zur Biogas-Produktion nicht geschafft?

Die Lagerfähigkeit der Zuckerrübe für die Ganzjahresversorgung einer

Biogasanlage war nicht gegeben.

Die Aufbereitung der Rübe zu Biogassubstrat war verfahrenstechnisch nicht

praxisorientiert gelöst (besonders die Entsteinung).

Neue Erfahrungen –

Welche Möglichkeiten bieten sich für die Zukunft ?

Die Rübe kann durch einen Siliervorgang ganzjährig konserviert und gelagert

werden.

Rübenbrei – Lagerung in Hochbehältern oder Erdbecken

Ganze Rübe silieren – Lagerung im Fahrsilo unter Luftabschluss

Die Kernfrage der Aufbereitung ist nach wie vor: Wie kann ich die Rüben

entsteinen?

Mobile Rübenwäschen von den Saatgutzüchtern sind entwickelt

Waschen der Rüben mit dem Ziel der Entsteinung ist zu aufwendig

Neue technische Innovation zur Entsteinung (vor allem Trockenentsteinung) ist notwendig

Kompromiss bei Stein- und Erdanteil finden

Steinabtrennung in Biogasprozess mit einbauen (Ablagerungsmöglichkeit z.B. in Güllevorgrube

oder Ausschleusung in Förderwegen)

Bessere Steinabtrennung bei Rübenrodung und Verladung

Rübe nicht waschen, sondern gut abreinigen

Rübe sauber roden, trocken abreinigen und Resterdanteil tolerieren

Kompromiss Steine/Erde:

Rüben intensiv reinigen – Steine mit schreddern

Rübenanbau

Rüben

-

rodun

g

Intensives

Reinigen

bei

Verladung

Rüben

-

transp

ort

Breiherstellun

g

Lagerung

mind.

1 Woche am

Feldrand

Steine (wenn

vorhanden) werden

mit geschreddert

Kompromiss

Steine/Erde

Erfahrungen mit Zuckerrüben

in der

Gröblinghoff Biogas GmbH & Co. KG

in Anröchte ( April 2009 - Aug 2010)

Gröblinghoff Biogas GmbH

& Co. KG

Seit 1.1.2009 Nawaro

Leistung: 0,5 Mw elektr.

2 Fermenter mit je 1200 m³

Nettovolumen

1 Endlager als Nachgärer

2.700 m3 Nettovolumen

Unternehmen

Endlager Fermenter

Stromerzeugung:

1 X 500 kW el. zzgl.

Ersatzmotor (500 KW)

Wärmekonzept:

Schweinestall

Wohnraumheizung

Zukünftig Satelliten-

Blockkraftheizwerk

Futterration oTS in % und Monat

Zuckerrübe

wird wichtiges

Hauptsubstrat

40%

44%36%

34%48%37%

37%40%

42%

4%

25%

25%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Apr

ilM

ai

Juni

Juli

Aug

ust

Sep

tem

ber

Okt

ober

Nov

embe

r

Dez

embe

r

Janu

ar

Febr

uar

Mär

zApr

ilM

ai

Juni

Juli

Aug

Schweinemist

GPS Triticale

Silomais

CCM

ZR siliert

ZR frisch

Weizen/Roggen

HTK

S+R Gülle

Auswertungsergebnis Gröblinghoff Biogas GmbH & Co. KG

Tonne Frischmasse (FM)

Steigerung

Frischmasseeintrag(von 800 t auf etwa 1.600 t je

Monat)

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

Apr

ilJu

ni

Aug

ust

Okt

ober

Dez

embe

r

Febr

uar

Apr

ilJu

niAug

t je Monat

*

*=Substratmangel

2= Probleme Feststoffeintrag

2

Auswertungsergebnis Gröblinghoff Biogas GmbH & Co. KG

organische Trockensubstanz für Gas (oTS)

0

50

100

150

200

250

300

350

400

Apr

ilJu

ni

Aug

ust

Okt

ober

Dez

embe

r

Febr

uar

Apr

ilJu

niAug

t je Monat

Steigerung oTS-Eintrag (von etwa 200 auf 260 t je

Monat)

*

*=Substratmangel

2= Probleme Feststoffeintrag

2

Auswertungsergebnis Gröblinghoff Biogas GmbH & Co. KG

Stromerzeugung laut Abrechnung

0

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

400.000

Apr

ilJu

ni

Aug

ust

Okt

ober

Dez

embe

r

Febr

uar

Apr

ilJu

niAug

kWh je Monat

Steigerung

Stromerzeugung

*

*=Substratmangel

2= Probleme Feststoffeintrag

2

Auswertungsergebnis Gröblinghoff Biogas GmbH & Co. KG

Verweilzeit

0

20

40

60

80

100

120

Apr

ilJu

ni

Aug

ust

Okt

ober

Dez

embe

r

Febr

uar

Apr

ilJu

niAug

d

Reduzierung der

Verweilzeit durch

Einsatz Zuckerrübe

*

*=Substratmangel

2= Probleme Feststoffeintrag

2

Unterschiedliche Verweildauer im Fermenter

Mais: 70 – 90 Tage

Zuckerrübe: 15 – 30 Tage

Verweildauer

Gasausbeute

Substratinput

Mais Zuckerrübe

Rübenbrei, ein interessantes Biogassubstrat

Erfahrungen von der Norbert Gröblinghoff Biogas GmbH in Anröchte

Lagerstabil pH-Wert 3,2

Silierprozess in 7-10

Tagen abgeschlossen

pumpfähig

Fütterung automatisierbar

Kostengünstige Lagerung

in Erdbecken

Schnelle Umsetzung im

Gärprozess/kurze

Verweildauer

Erst 12 Monate

Erfahrung

Rüben „schreddern“ mit

Komposthächsler

Einstapeln in Erdbecken

Verteilung im Erdbecken

erfolgt selbstständig

Schnell und heftig

einsetzender Silierungs-

prozess

Anhebung des

Erdbeckenfüllniveaus um

etwa 40-50 cm

Nach Silierprozess

schnelle Absenkung des

Füllniveaus

Investitionskosten

zwischen 7-14 €/m³

Lagervolumen

Durch „Allgemeine

Bauliche Zulassung“

erfolgt ein schnelles

Genehmigungsverfahren

Rübenbreilagerung in Erdbecken

Rübenbreientnahme mit

Förderschnecke

Befüllung eines

Zwischenlagers. Von dort aus

wird der Rübenbrei weiter in

die Fermenter gepumpt

Leistung der Förderschnecke:

10 t/h

Rübenbreientnahme aus dem Erdbecken

Zwischenbehälter

Erdbeckenfüllstand 0,40 m

Die obere Schicht oxidiert und

trocknet aus und ist 3-5 cm

stark.

Unter dieser Schicht ist der

durch silierte Rübenbei in

einer guten Qualität zu

erkennen.

Der Rübenbrei ist ausreichend

flüssig, um zur Entnahmestelle

zu rutschen

Foto: 9.8.2010

Wie sieht der Rübenbrei bei geringem

Füllstand im Erdbecken aus?

Linke Seite Erdbecken

Resthöhe von etwa 20cm.

Die Bodenfolie wird

stellenweise sichtbar.

Einschätzung Restmenge

etwa 300 t.

Rübenbrei ist gut zur

Entnahme gerutscht.

Füllstand Erdbecken 22. Sept. 2010

22/09/2010

Bodenfolie

Entnahmestelle

30 m

50

m

Gefälle des Erdbeckens ist für Restentleerung wichtig

2 %

8 %45 %

Entnahmestelle

Entnahmestelle

5000 m³ Erdbecken der Gröblinghoff Biogas GmbH&Co. KG

Neues Substrat schiebt altes Substrat vor sich her

Wichtig!

Substrateinfüllung auf

gegenüber liegender

Seite der Entnahme!

Entnahme

Fazit

Einsatz von Rübe für Biogas war die richtige Entscheidung.

Durch Zuckerrübe als Hauptsubstrat konnte der Eintrag an Frischmasse und an oTS

für Gas sowie die Stromerzeugung gesteigert werden. Die Verweildauer wurde

spürbar reduziert.

Die Rübenbreilagerung im Erdbecken sowie die Fördertechnik ist praxisreif

Der Verlust bei der Erdbeckenlagerung muss im nächsten Schritt untersucht werden

Zuckerrübe als Substrat ist ein wichtiger Schritt, um dem strategischen Ziel –

Erhöhung der Gasleistung ohne große bauliche Erweiterungen – näher zu kommen.

Die Fütterung von Zuckerrübenbrei ist arbeitstechnisch einfach zu organisieren

(automatisierbar).

Zuckerrübe für Biogas – Eine interessante Alternative?

Zusatz von Rübenbrei = höhere Gasausbeute = Gewinnsteigerung

BiogasanlageRübenbrei

Nordzucker- Ein kompetenter Partner in Sachen Zuckerrüben

Auf der EuroTier gibt es seit einigen Jahren zwei Messehallen in denen konzentriert zu dem Thema Bioenergie ausgestellt wird (Holz, Biomasse, Biogas, Photovoltaik).

Die BioEnergy Decentral hat sich als ein separater Messeauftritt im Rahmen der EuroTier in den beiden Messehallen etabliert.

2010 wird im Zuge der BioEnergy Decentral erstmalig das Special „Biogas aus Zuckerrüben“ veranstaltet. Hierzu demonstrieren rund 20 Technikhersteller den praktischen Einsatz Ihrer Maschinen, um Rüben zu reinigen, entsteinen, zerkleinern, fördern und zu lagern. Vier Mal am Tag findet die Demonstration auf dem Freigelände statt. Die DLG moderiert den Maschineneinsatz neutral.