VESBA – Mobile Versuchsanlage zur Optimierung von Biogasprozessen

Ertragssteigerung und Prozessoptimierung von Biogasanlagen

Leipzig, 10.12.2013 – Im Rahmen des vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) geförderten Forschungsvorhabens „VESBA - Mobile Versuchsanlage zur Ertragssteigerung/Prozessoptimierung von Biogasanlagen“ (FKZ: 03KB045) hat das Kurt-Schwabe-Institut für Mess- und Sensortechnik e.V. zusammen mit dem TEB Ingenieurbüro, der CORDES + WINTERBERG GbR und der elbe bioenergie GmbH eine mobile Biogas-Versuchsanlage einschließlich der Sensorik und der Software zur Prozesskontrolle entwickelt und erprobt. Mit der Anlage können Biogasprozesse unter realen Bedingungen getestet und deren Effizienz und Betriebssicherheit gesteigert werden. Perspektivisch soll die mobile Anlage auch externen Biogasanlagenbetreibern, Ausbildungs- bzw. Forschungseinrichtungen und anderen Interessenten zugänglich gemacht werden.

Der ansteigende Druck zur Vergärung unterschiedlicher und wechselnder Substrate vor allem im Abfallbereich, zunehmend aber auch im Bereich nachwachsender Rohstoffe erfordert die Untersuchung verschiedener Szenarien der Prozessführung mit Originalsubstraten und die zeitnahe Übertragbarkeit dieser Ergebnisse auf die Betriebsweise von Großanlagen. Die mobile Biogas-Versuchsanlage VESBA entspricht dieser Forderung und wird eingesetzt, um die Biogasgewinnung aus unterschiedlichen biogenen Medien zu optimieren und die Effizienz sowie die Betriebssicherheit von Biogasanlagen vor Ort deutlich zu verbessern. Mit den verfügbaren Substraten aus der Biogasanlage werden dabei die Bioprozesse im mobilen Versuchsfermenter kleintechnisch simuliert und modelliert. Ein wesentliches Merkmal der einstufigen Anlage bildet die langzeitstabile Gelöst-Wasserstoffmessung. Die VESBA kann zeitweilig in unmittelbarer Nähe von geplanten, bestehenden oder im Aufbau befindlichen, vorzugsweise dezentralen kleinen und mittleren Biogasanlagen, die auch agroindustrielle biogene Reststoffe und/oder Biomassen aus der Landschaftspflege verarbeiten, aufgestellt werden.
Damit leistet die VESBA einen wesentlichen Beitrag zur prozesstechnischen Optimierung der Biogasgewinnung aus unterschiedlichen biogenen Medien und trägt zur Erhöhung des Anteils erneuerbarer Energien an der Stromversorgung sowie zur umweltfreundlichen Energiebedarfsdeckung und Abfallverwertung bei. Im Ergebnis werden nicht nur ein erheblicher Energiegewinn erzielt, sondern auch die CO2-Emissionen reduziert, der Bedarf an landwirtschaftlichen Nutzflächen zur Energiegewinnung verringert und somit die Umsetzung der aktuellen klimapolitischen Ziele der Bundesregierung nachhaltig unterstützt.
Die VESBA wurde im Mai 2013 in Büstedt bei Wolfsburg erstmalig in Betrieb genommen und an einer realen Biogasanlage in einem Feldversuch über 105 Tage geprüft. „Die dort erzielten Ergebnisse bilden eine ausgezeichnete Basis für fundierte Entscheidungen der Anlagenbetreiber zum Fütterungsregime“, so Dr. Jens Zosel, Projektleiter am KSI. Perspektivisch kann die mobile Anlage sowohl Biogasanlagenbetreibern und Herstellern, als auch Fachkräften aus der Biogasbranche auf Wunsch und unter wissenschaftlicher Betreuung des KSI zur Verfügung gestellt werden.

Die VESBA schafft neue Möglichkeiten:

  • für die praxisnahe und prozessorientierte Ausbildung von Fachkräften für die Biogasbranche,
  • bestehende Biogasanlagen zu bewerten und zu optimieren,
  • weitere Biogaspotenziale zu erschließen und
  • Feldforschungen zur Dynamik zu intensivieren

Im Ergebnis des Vorhabens zeigt sich die VESBA:

  • als flexibel einsetzbares Werkzeug für die Bewertung von Anlagen zur Vergärung biogener Rest- und Abfallstoffe
  • geeignet für langzeitstabile Gelöstwasserstoff-Messung und Inline-Schaumbekämpfung
  • erfolgreich im Feldeinsatz über mehr als 100 Tage
  • als Anlage mit angepasster Automatisierung, die größtmögliche Prozessanpassung und minimalen Betreuungsaufwand sichert.


Steckbrief der VESBA:

  • Winterfester, klimatisierter Container
  • Außenliegende Anschlüsse für Ver- und Entsorgung
  • Steuerung: SPS mit Fernwartungsmöglichkeit
  • Fermentervolumen: ca. 1400 Liter
  • Flexible Dosierung fester, breiiger und flüssiger Substrate
  • Automatische Festsubstratdosierung mittels Schneckenförderung zu beliebigen Zeiten
  • Gärverfahren: meso- oder thermophil
  • Bisher installierte Messparameter:  
    o    Gasphase:      CH4, CO2, H2, Volumenstrom
    o    Flüssigphase:     H2-gelöst, Redoxpotential, pH-Wert, Temperatur, Gasdruck, Füllstand, Schaum, Dichte

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