Heiße Luft bringt Geld in die Kasse

AUS DER PRAXIS
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Heiße Luft bringt
Geld in die Kasse
Strom und Wärme erzeugt die BN Nordhümmlinger Biogas GmbH & Co KG aus Börger
im Emsland seit sieben Jahren. Seit 2010 wird ein drittes Produkt vermarktet:
hochwertiger Dünger, der durch die Trocknung des Gärproduktes erzeugt wird.
Das nährstoffreiche Granulat wird vom niederländischen Düngemittelproduzenten
MeMon weiterverarbeitet. Die Produktion des Düngers ermöglicht eine optimale
Wärmenutzung und reduziert die Nährstoffüberschüsse in der von der intensiven
Viehhaltung geprägten Region.
Von Steffen Bach
H
eiße, trockene Luft schlägt Wilfried
Sievers ins Gesicht, als er die Tür
zum Wärmegang der Trocknungsanlage öffnet. „Hier strömt die Luft durch die
Wärmetauscher in die Trockner“, erklärt der
Land- und Energiewirt aus Börger im Emsland. 90 Grad heißes Wasser aus dem Kühlsystem des Blockheizkraftwerkes erwärmt
die hineinströmende Luft so sehr, dass man
vor dem Wärmetauscher nicht stehen bleiben kann ohne Hautverbrennungen zu riskieren. Auf der gegenüberliegenden Längsseite des schmalen Raumes befindet sie der
Bandtrockner, eine etwa 15 Meter lange,
zwei Meter breite und drei Meter hohe mit
glänzenden Blechen verkleidete Anlage.
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Im Trockner wird ein Teil der Gärprodukte
aus der Biogasanlage zu einem nährstoffreichen Granulat verarbeitet. In die Biogasproduktion ist der Emsländer, der einen
landwirtschaftlichen Betrieb mit Bullenmast, Futterbau und Industriekartoffelanbau betreibt, vor sieben Jahren eingestiegen.
Gemeinsam mit zwei weiteren Landwirten
aus dem Dorf gründete er die BN Nordhümmlinger Biogas GmbH &Co KG.
Im ersten Schritt wurde die Anlage für ein
Blockheizkraftwerk mit einer elektrischen
Leistung von 500 Kilowatt (kW) ausgelegt.
Weil Sievers sich von Anfang an die Option
für eine Erweiterung offen halten wollte,
habe er sich entschieden, eine gewerbliche
Anlage anzumelden. Für den Standort zwei
Kilometer außerhalb des Ortskerns stellte
die Gemeinde einen Bebauungsplan auf.
Die Fermenter werden ausschließlich mit
nachwachsenden Rohstoffen (Mais und
Grünroggen) beschickt. Auf den Einsatz von
Mist und Gülle werde dagegen verzichtet.
Nach 120 Tagen Verweilzeit im Fermenter
wird das Substrat ins Gärproduktlager gepumpt.
Wärme für Schule und Freibad
Inzwischen liefern die vier Fermenter mit einem Gesamtvolumen von 8.800 Kubikmetern Biogas für drei Blockheizkraftwerke mit
einer elektrischen Gesamtleistung von 1.700
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kW. Ein 835-kW-Blockheizkraftwerk steht
direkt an der Biogasanlage. Ein weiteres
BHKW mit einer Leistung von 500 kW wurde bei Mitgesellschafter Alfons Gerdes aufgebaut. Der Landwirt und Lohnunternehmer nutzt einen Teil der Wärme selbst und
beliefert darüber hinaus eine Caritas-Werkstatt.
Das dritte 370-kW-BHKW steht im Ortskern und versorgt über ein Nahwärmenetz
Schule, Kindergarten und Freibad. Als dann
noch in direkter Nachbarschaft zur Biogasanlage vier Hähnchenmastställe mit insgesamt 160.000 Plätzen gebaut wurden, konnte ein weiterer Wärmekunde gewonnen
werden.
„Auch wenn wir viel Wärme verkaufen
konnten, wurde doch immer noch Energie
über die Wärmetauscher in die Luft geblasen, vor allem im Sommer“, ärgerte sich
Wilfried Sievers. Dies sei einer der Gründe
gewesen, sich mit dem Thema Gärprodukttrocknung zu beschäftigen. Auf einer Messe
lernten die Gesellschafter das Konzept der
niederländischen Firma MeMon kennen.
Das Unternehmen kauft den Biogasproduzenten die getrockneten Gärprodukte ab,
um sie als Düngemittel weiterzuverarbeiten.
In den Niederlanden wurde auch die Trocknungstechnik entwickelt. Das Besondere an
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dem System sei, dass auf eine Separation
der Gärprodukte verzichtet wird, erklärt
Wilfried Sievers. MeMon bevorzuge dieses
Verfahren, weil sich das getrocknete Gärprodukt so besser verarbeiten lasse und
mehr Nährstoffe im Granulat gebunden
werden.
Trocknung ohne Separation
Mit einem Trockensubstanzgehalt von sechs
bis sieben Prozent wird das Gärprodukt aus
dem Lagerbehälter zur Trocknungsanlage
gepumpt. In einem Mischbehälter wird das
flüssige Gärprodukt mit bereits getrockneten Gärresten vermengt. Das so befeuchtete
Granulat gelangt anschließend auf den
Bandtrockner, der aus vielen miteinander
verbundenen zwei Meter langen und etwa
zehn Zentimeter breiten Lochblechen besteht.
Durch die Öffnungen der Lochbleche strömt
von unten die heiße Luft und verdampft das
Wasser. Das getrocknete Granulat wird zunächst in einem kleinen Silo zwischengelagert, damit immer genug Material für den
weiteren Trocknungsvorgang vorhanden ist.
Erreicht das Silo einen definierten Füllstand,
fördert eine Schnecke einen Teil des Granulats in die benachbarte Lagerhalle. Ein Viertel der Gärproduktmenge, rund 4.500 Ku- F
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1 Neben dem Gärproduktlager wurde
die Halle mit dem Trockner und dem
Düngerlager errichtet.
2 Vier Hähnchenställe werden mit der
Abwärme des 835-kW-BHKW an der
Biogasanlage beheizt. Wenn die
Ställe keine Wärme benötigen, nutzt
Winfried Sievers die Energie zum
Trocknen des Gärproduktes.
3 Eine Förderschnecke transportiert
das getrocknete Gärprodukt vom
Trockner in das benachbarte Lager.
Alls vier bis sechs Wochen wird
der Dünger per Lkw abgeholt.
4 Die optimale Nutzung der Wärmeenergie und die Produktion eines
transportwürdigen Düngers sind
für Wilfried Sievers die beiden
entscheidenden Vorteile des Trocknungskonzepts.
5 Durch die Trocknung ist aus dem
flüssigen Gärprodukt ein transportwürdiger, nährstoffreicher Dünger
entstanden.
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Innovation
Vor dem Trocknen wird das flüssige Substrat mit bereits getrocknetem Gärprodukt in
dem quer liegenden Mischbehälter vermengt. Eine Förderschnecke transportiert die breiige
Substanz anschließend auf den Bandtrockner.
bikmeter, verarbeitet der Trockner so zu 400
Tonnen hochwertigem Dünger.
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Die Abluft des Trockners durchläuft einen
dreistufigen Luftwäscher. In der ersten Stufe
wird Staub, in der zweiten Stufe Ammoniak
gebunden, und in der dritten Stufe werden
Aerosole abgeschieden. Durch den Zusatz
von Schwefelsäure reagiert der Ammoniak
FOTOS: STEFFEN BACH
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zu Ammoniumsulfat, das als Flüssigdünger
oder Düngerzusatzstoff für Gülle verwendet
werden kann. Rund 300 Kubikmeter Flüssigdünger werden so jährlich produziert.
Wie schnell sich der Bandtrockner bewegt,
hängt von der bereitgestellten Wärmeenergie und damit von der Geschwindigkeit des
Trocknungsvorgangs ab. Wenn die Abwärme des BHKW für die Beheizung der Hähnchenställe benötigt werde, kommt an der
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Durch die Wärmetauscher (links) wird die erhitzte Luft in den Trockner geblasen.
Ein dreistufiger Filter reinigt die Abluft von Staub, Ammoniak und Aerosolen.
BIOGAS Journal | 4_2012
AUS DER PRAXIS
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Eine Schneckenwalze sorgt für die gleichmäßige Verteilung des
zu trocknenden Gärproduktes auf dem Bandtrockner.
Trocknung weniger Wärme an. Der Bandtrockner läuft dann langsamer oder bleibt so
lange stehen bis wieder genug heiße Luft
zum Trocknen vorhanden ist. Ausgelegt sei
der Trockner für eine Wärmeleistung von
500 kW. Gesteuert wird die Anlage über
zwei Temperaturfühler. Aus der Temperaturdifferenz von einströmender und ausströmender Luft wird die Trocknungsgeschwindigkeit abgeleitet.
Optimale Wärmenutzung
Durch die automatische Steuerung sei der
Arbeits- und Kontrollaufwand gering. Ein
weiterer großer Vorteil des Verfahrens sei,
dass sich die BHKW-Wärme optimal nutzen
lasse, betont Wilfried Sievers. Die Hähnchenmastställe würden die Wärmeenergie
nicht kontinuierlich benötigen. Hohe Mengen seien notwendig, wenn die Gebäude zu
Beginn eines neuen Mastdurchgangs aufgeheizt werden müssen.
Im weiteren Verlauf einer Mastperiode sinke
der Energiebedarf. Für die Trocknungsanlage seien die schwankenden Wärmemengen
dagegen kein Problem. So könne die Abwärme des BHKW ganzjährig optimal genutzt
werden.
Phosphor und Kali werden
gebunden
Aus Sicht des Anlagenbetreibers biete das
Verfahren weitere Vorteile. Weil auf eine Separation des Gärproduktes verzichtet wird,
BIOGAS Journal | 4_2012
sind in dem Granulat Phosphor, Kalium und
organischer Stickstoff vollständig gebunden.
Dies sei vor allem für Biogasanlagen in Gebieten mit Nährstoffüberschüssen ein wichtiger Aspekt. Eine Tonne enthalte durchschnittlich 31 Kilogramm organischen
Stickstoff, 120 Gramm Ammoniumstickstoff, 20 Kilogramm Phosphat (P2O5) und 56
Kilogramm Kali (K2O).
Pro Tonne zahlt der niederländische Abnehmer 45 Euro. Etwa alle sechs Wochen werde
der Dünger abgeholt. Für die Bezahlung gebe es bestimmte Kriterien. Höhere Preise
lassen sich erzielen, wenn in der Biogasanlage ausschließlich pflanzliche Rohstoffe
eingesetzt werden und das Gärprodukt vor
der Trocknung nicht mechanisch separiert
wird.
„Wenn wir den Dünger selbst vermarkten
würden, könnten wir möglicherweise höhere Preise erzielen“, meint der Anlagenbetreiber. Fraglich sei aber, ob die Mehrerlöse den
Vermarktungsaufwand decken könnten.
Durch die gesicherte Abnahme könne man
sich auf das Kerngeschäft, die Biogasproduktion, konzentrieren.
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Geringere Kosten für Ausbringung
des Gärproduktes
Die 300.000-Euro-Investition in die Trocknungsanlage habe sich gelohnt, bilanzieren
die Betreiber. Wirtschaftlich interessant sei
das Verfahren in Regionen mit Nährstoffüberschüssen. Den Kosten für Investiti- F
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AUS DER PRAXIS
Bis zu 90 Grad heißes Wasser aus
der Kühlung des Blockheizkraftwerkes
erhitzt im Wärmetauscher
die einströmende Luft.
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on, Finanzierung, Wartung, Arbeit, Strom,
Wasser und Schwefelsäure stehen Einahmen aus dem Verkauf des Düngers und dem
KWK-Bonus gegenüber.
Hinzu komme, dass er Kosten für die Ausbringung des Gärproduktes einspart und
den ASL-Flüssigdünger nutzen kann. In Regionen mit Nährstoffüberschüssen rechne
sich die Anlage ab einem Wärmeverbrauch
von 2.000 Megawattstunden pro Jahr, hat
Wilfried Sievers ermittelt. Ausgelegt sei der
Trockner für 500-kW-Biogasanlagen, aber
schon bei einer elektrischen Leistung ab
370 kW sei das Konzept wirtschaftlich tragfähig.
Für das Emsland mit einer hohen Viehdichte von 2,5 Großvieheinheiten je Hektar
könnte die Gärresttrocknung ein Weg sein,
besser mit den Nährstoffüberschüssen fertig
zu werden. Zurzeit seien in dem Landkreis
Biogasanlagen mit einer elektrischen Leistung von rund 100 Megawatt am Netz. Sievers schätzt, dass mindestens die Hälfte
der Wärmeenergie bisher nicht genutzt
wird. Theoretisch könnten damit rund
400.000 Tonnen Wasser aus Gärprodukten
verdampft werden. Zurück blieben 40.000
Tonnen hochwertiger, transportwürdiger
Dünger.
Während Winfried Sievers die Vorteile der
Gärprodukttrocknung erläutert, arbeitet der
Bandtrockner leise klappernd weiter. Der
Behälter mit dem Trockengut ist inzwischen
so voll, dass ein Teil des Granulats ins benachbarte Lager gefördert werden muss. Nebenan rieseln die kleinen schwarzen Körner
aus dem Ende des Rohres auf den fast vier
Meter hohen Schüttkegel. Winfried Sievers
greift einmal in das Granulat und lässt die
Körner durch seine Finger rieseln. D
Autor
Steffen Bach
Klußkamp 1 · 49163 Hunteburg
Tel. 0 54 75/13 13
E-Mail: [email protected]
BIOGAS Journal | 4_2012

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