Projekttreffen STEP auf dem Firmengelände von ATS - Agro Trading & Solutions in Hardegsen (Foto: DBFZ)

WärmeStromBiogasKWK | BiomassetechnologienBiomassefeuerung

FKZ-Nr. 03KB116

STEP - Verwertung strohbasierter Energiepellets und Geflügelmist in Biogasanlagen mit wärmeautarker Gärrestveredelung

Stroh unbehandelt | Stroh nach Bearbeitung mit Hammermühle | Stroh pelletiert | Stroh mit NaOH pelletiert (Foto: Fraunhofer IKTS)

Dauer

  • 01.08.2016 – 31.01.2019

Kontakt

Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS
Biomassekonversion und Wassertechnologie
Winterbergstraße 28
01277 Dresden

Björn Schwarz – Projektleiter
Telefon: +49 (0)351 2553-7745
E-Mail: bjoern.schwarz‍@‍ikts.fraunhofer.de

Partner

03KB116B - DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH
03KB116C - Rückert NatUrgas GmbH
03KB116D - GM Biogas
03KB116E - ATS - Agro Trading & Solutions
03KB116F - A.P. Bioenergietechnik GmbH
03KB116G - REGEB Energieerzeugung und- verteilung Bersenbrück GmbH & Co. KG
  • Adresse:
  • REGEB Energieerzeugung und- verteilung Bersenbrück GmbH & Co. KG
    Hermann-Kemper-Straße 5
    49593 Bersenbrück
  • Kontakt:
  • Martin Hülsmann – Projektleiter
    Telefon: +49 (0)5439 9403-11
    E-Mail: martin.huelsmann‍@‍lwbsb.de

Assoziierte Partner

Kooperationspartner

Unterauftragnehmer

03KB116 - Arnold & Partner Biogas- und Verfahrenstechnik AG

Ergebnisse

Thema

Das Gesamtprojekt thematisiert die energetische Nutzung von Geflügelmist und Stroh auf Basis der Biogaserzeugung. Neben der energetischen Bilanz (inkl. Logistik) wird vor allem das stoffliche Potenzial der entstehenden Gärreste (Dünger und Brennstoff) berücksichtigt bzw. erschlossen.

Ziel

Zielsetzung ist zum einen der Nachweis der Praxistauglichkeit von strohbasierten Energiepellets in einer großtechnischen BGA und zum anderen die weitere Verbesserung der Energiebilanz bei der gezielten Aufbereitung von Gärresten zu Wertstoffen und Prozesswasser.

Weiterhin soll neben der Erzeugung von Düngeprodukten ein Brennstoff aus Gärresten erzeugt werden, welcher hinsichtlich seiner Verbrennungseigenschaften für eine direkte Nutzung in Heizkesseln geeignet ist. Zur weiteren Verbesserung der thermischen Gärrestnutzung wird die Verbrennungsstrecke in praktisch relevanten Heizkesseln hinsichtlich der Emissionsminimierung optimiert.

Am Ende des Projektes stehen Auslegungsparameter für die gesamte Verfahrenskette für eine großtechnische Umsetzung zur Verfügung.

Maßnahmen

IKTS
Das IKTS analysiert und bewertet alle Input- und Outputströme der Prozessstufen Substratvorbehandlung, Vergärung und Gärrestbehandlung. Bezüglich der Langzeitstabilität beim Einsatz von Kondensaten aus der Eindampfung und beim Einsatz von Strohpellets mit Natronlauge werden kontinuierliche Versuche im Labor durchgeführt. Weiterhin wirkt das IKTS konzeptionell und experimentell in den Bereichen der Gärrestseparation und der Verbesserung der Verbrennungseigenschaften mit.

DBFZ
Das DBFZ charakterisiert die anfallenden Gärreste hinsichtlich ihrer brennstofftechnischen Eigenschaften. Daran anknüpfend werden ergänzende Reinigungsschritte angewendet, um die bei der Verbrennung auftretenden Emissionen zu minimieren. Basis für das Vorgehen sind die Ergebnisse aus dem Projekt CLEANPELLET, welche auf die projektkonkreten Substrate (Input: Stroh und Geflügelmist) übertragen werden sollen.

Rückert NatUrgas
Zentrale Zielstellungen sind die Minimierung von Energiebedarf und auszubringenden Mengen sowie die Maximierung der Wertschöpfung durch Erzeugung von Wertstoffen bei der Gärrestbehandlung. Dazu werden umfangreiche Tests zur Vorentwässerung (insbesondere Feinststoffentfernung) vor der Eindampferstufe im praktisch relevanten Maßstab organisiert. Darüber hinaus werden Tests zur effizienten Trocknung der einzelnen Zwischenprodukte der Gärrestbehandlung durchgeführt und bewertet.

GM Biogas
Der Projektpartner GM Biogas betreibt eine 2,4 MW Biogasanlage mit drei parallelen Fermenterstraßen. Innerhalb des Projektes soll in einer dieser Straßen die zugeführte Menge an NaWaRo durch die im Projekt erzeugten strohbasierten Biogaspellets ersetzt werden. Dieser Vergleichsbetrieb wird durch GM Biogas organisiert und durchgeführt.

ATS
Durch ATS wird ein Demonstrationsversuch zur Herstellung von ca. 250 t Biogaspellets konzipiert und die notwendigen organisatorischen und sicherheitstechnischen Maßnahmen realisiert. Weiterhin übernimmt ATS zum einen die Herstellung größerer Mengen Pellets aus separierten, getrockneten sowie optional konditionierten Gärresten. Zum anderen befasst sich ATS mit der Möglichkeit, ein Düngepellet oder -granulat aus der Zusammenführung von Verbrennungsaschen und den Konzentratströmen der Gärresteindampfung herzustellen.

A.P. Bioenergietechnik
Die A.P. Bioenergietechnik GmbH befasst sich mit der Optimierung und Weiterentwicklung der Verbrennungsstrecke bei der thermischen Verwertung von unbehandelten und behandelten Gärresten aus dem Projekt. Durch Einstellung und Anpassung verschiedener Parameter werden die Emissionen aus der Verbrennung deutlich gesenkt sowie eine Verschlackung der Heizkessel vermieden. Die Verbrennungsversuche finden bis in einen Maßstab von 400 kW im Technikum der Fa. A.P. Bioenergietechnik GmbH statt.

REGEB
REGEB ist innerhalb des Projektes verantwortlich für die Durchführung von Eindampfversuchen im großtechnischen Maßstab für verschieden vorbehandelte Flüssigphasen von Gärresten. Dafür wird durch REGEB eine neuartige vierstufige Verdampferanlage zur Verfügung gestellt und betreut. Insbesondere geht es um die Erreichung und den Nachweis der Wärmeautarkie dieser Behandlungstechnik. Zusätzlich soll die Gesamteffizienz der Anlage innerhalb des Projektes durch die Ergänzung einer Vorentgasung weiter gesteigert werden.

Schwerpunkte

IKTS

  • Analytik (physikalische, chemische und granulometrische Parameter)
  • Fermentation (Batch und kontinuierlich)
  • Gärrestbehandlung und Aufbereitung

DBFZ

  • Analytik (Brennstoff)
  • Kleintechnische Verbrennungsversuche

Rückert NatUrgas

  • Verfahrenskonzeption
  • Entwässerung, Feststoffseparation Gärreste
  • Trocknung Gärreste

GM Biogas 

  • Großtechnischer Einsatz von Biogaspellets in BGA

ATS 

  • Pelletierung Stroh inkl. Zugabe von NaOH (großtechnisch)
  • Pelletierung Gärreste
  • Pelletierung Asche + Eindampferkonzentrat

A.P. Bioenergietechnik 

  • Gärrestverbrennung in praxistauglichen Brennkessel
  • Bewertung und Optimierung

REGEB

  • Effiziente Gärresteindampfung im Praxismaßstab
  • Bewertung und Optimierung
4-stufige Verdampferanlage für die Entwässerung von flüssigen Gärresten (Foto: Rückert/REGEB)
Kraftwerk von ATS - Agro Trading & Solutions GmbH am Standort Hardegsen (Foto: DBFZ)
Pelletierstrecke von ATS - Agro Trading & Solutions GmbH am Standort Hardegsen (Foto: DBFZ)

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