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PraxisberichtFlexible Biogaserzeugung mit Turbomaische

FlexForum auf der BiogasConventionNovember 2018 in Hannover

Dr. Petra RabeFabian Lauffer

FlexForum auf der BiogasConventionHannover, November 2018


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Agenda

Die Mobile Turbo Maische –Beitrag zur Zukunftsfähigkeit von Biogasanlagen

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Die Mobile Turbo Maische – Verfahren und Vorteile1

Praxisbericht: Inbetriebnahme der Turbomaische an der Biogasanlage Pommerehne in Lüchow

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Die Mobile Turbo Maische Verfahren und Vorteile1

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Das Turbo Maische Verfahren - Ansatz: Dreistufige Essigsäurebildung

Biogas

Methan

CO2

Biogasbildung

methanogene

Bakterien

Essigsäure

Aerob

Essigs.-

gärung

Essigsäure

bakterien

Kohlenhydrate

AnaerobAerob

enzym.

Aufschluss

Maische-

bakterien

Alkohol.

Gärung

Ethanol-

bakterien

EthanolZucker

Guter Aufschluss von Cellulose durch aerobe Bakterien




4FlexForum auf der BiogasConventionHannover, November 2018



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Mobile Turbo Maische

Karbonsäuren

Alkohole

etc.

Wasserstoff

Kohlendioxid

Biogas-bildung

methanogene

Bakterien

Aceto-genese

acetogene

Bakterien

Biogas

Methan

CO2

Biogas-bildung

methanogene

Bakterien

Essigsäure

Essigsäure

Acido-genese

fermentative

Bakterien

Abluft: vorwiegend CO2, O2

Mit Essigsäure angereicherte

Maische




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Wirkung der vorgeschalteten Turbo Maische

Der hydrolytische Voraufschluss findet aerob statt und ist bedeutend schnellerund flexibel an das Substratangebot anpassbar

Der Anteil an Essigsäure in den Gärsäuren ist deutlich erhöht

Die optimale Verweilzeit in der Maische beträgt 1 – 2 Tage

Die Maische-Abluft enthält vorwiegend Luft, O2 und CO2

Die Methanbakterien erhalten stets ein gleichmäßiges, vorverdautes "Futter"

Der Methangehalt im Biogas liegt 5 % über dem ohne Turbomaische

Übersäuerung des Fermenters tritt praktisch nicht auf

kein H2



Praxisbericht: Inbetriebnahme der Turbomaischean der Biogasanlage Pommerehne in Lüchow2

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Lagune Rübenmus

SchubbodenMaissilage

Vorgrube Rindergülle

Fermenter 12.000 m³



Anmisch-grube

300 m³

Fermenter alt1.000 m³

NG alt1.000 m³

Endlager 3 alt1.500 m³

Endlager 11.500 m³

Endlager 21.500 m³

Maissilage, Hähnchenmist



Ausgangssituation

Leistung 1.500 kW konstant

Substrate konstant▪ Rindergülle▪ Maissilage▪ Hähnchenmist▪ Rübenmus

Fütterung▪ Vorgrube +▪ Schubboden

in Fermenter▪ Pumpen

in Fermenter




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Situation nach Umbau

Leistung 1.500 kWkonstant

Substrate flexibel▪ Rindergülle▪ Maissilage▪ Hähnchenmist▪ Rübenmus▪ Stroh▪ Rindermist

Fütterung▪ Feststoffdosierer

in Turbomaische▪ Pumpen

in Fermenter

Substrate flexibel▪ Rindergülle▪ Maissilage▪ Hähnchenmist▪ Rübenmus▪ Stroh▪ Rindermist

Lagune Rübenmus




Turbo Maische 280 m³

Fermenter alt1.000 m³

NG alt1.000 m³


Endlager 15.000 m³

Endlager 25.000 m³

Feststoff-dosierer

Maissilage HähnchenmistPutenmistRindermistStroh

Rübenmus

Fugat

Maische

Maische

Maische

Maische

Gärrest

Gärrest

Gärrest

Separator

Feststoffe

Fugat



Gärrest

Gärrest

Gärrest

Rübenmus

Rübenmus

Rübenmus

Gärrest




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Wesentliche Erfahrungen beim Anfahren der Turbomaische

▪ Die Beschickung mit feldgehäckseltem Stroh ohne weitere Zerkleinerung war unproblematisch

▪ Alle anderen Substraten wurden ebenfalls problemlos untergemischt

▪ Bereits 16 Stunden nach der ersten Beschickung war das Stroh soweit angelöst,dass der Inhalt der Maische ein gleichmäßiger Brei war

▪ Der Energieaufwand zum Rühren betrug ca. 6 kW und beim Einmischen ca. 9 kW

▪ Der Essigsäuregehalt in der Turbomaische stieg innerhalb der ersten drei Wochen nach Inbetriebnahme von 5.800 auf 9.300 g/l. Im gleichen Zeitraum sank der Milchsäuregehalt von 6.400 auf 72 g/l

▪ Während der gesamten Umstellung des Anlagenbetriebs wurde die Biogasanlage trotz erheblicher und plötzlicher Substratumstellung mit Volllast betrieben.




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Reduzierung der Substratkosten bereits in den ersten drei Wochen

Substrat Preis

EUR/t vorher nachher vorher nachher

Silomais 40 55 20 2.200 800

Rübenmus 35 19 23 665 805

Hähnchenmist 28 6 23 168 644

Stroh 24 0 2,2 0 53

Rindergülle 5 20 0 100 0

Gesamt 100 68,2 3.133 2.302

Ersparnis pro Jahr

Menge / t/d Kosten / EUR/d

303.388 €



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Die Mobile Turbo Maische -Beitrag zur Zukunftsfähigkeit von Biogasanlagen3

Herausforderung für Biogasanlagenbetreiber in der Zukunft –Strom und Wärme marktgerecht und wettbewerbsfähig produzierenDas bedeutet:

▪ Zusatzeinnahmen durch Teilnahme am Strommarkt:Flexible Stromproduktion nach Bedarf

▪ Zusatzeinnahmen durch Wärme- und Stromverkauf im Winter:Saisonale Flexibilisierung des Anlagenbetriebs

▪ Kosten senken: Flexibler Einsatz kostengünstiger Substrate

▪ Einhaltung der gesetzlichen Zielvorgaben:Reduzierung des Maiseinsatzes um 44 % („Maisdeckel“)



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Zusatzeinnahmen durch Teilnahme am Strommarkt:Flexible Stromproduktion nach Bedarf


Die Bereitstellung leicht abbaubarer Substrate für den Fermenter ermöglicht die Anpassung der Biogasproduktion über den Tagesverlauf

Auf Gas- und Wärmespeicher kann nicht verzichtet werden, da

▪ ein Vorlauf von ein bis zwei Stunden erforderlich ist,

▪ Wärme- und Strombedarf nicht synchron schwanken,

▪ die Höhe des Strombedarfs abhängig von der Einspeisung von Wind- und Sonnenenergie ist

Die Turbomaische kann als Substratspeicher dienen und ermöglicht die Anpassung der Biogasproduktion über den Wochenverlauf



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Zusatzeinnahmen durch Wärme- und Stromverkauf im Winter:Saisonale Flexibilisierung des Anlagenbetriebs

Leistungssteigerung

Gase

rtrag

✓



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Kosten senken: Flexibler Einsatz kostengünstiger Substrate

Einhaltung der gesetzlichen Zielvorgaben:Reduzierung des Maiseinsatzes um 44 %+

Gasertragssteigerung vor allem bei faserhaltigen Substraten

Einfache robuste Technik mit geringem Energieaufwand

Im Fermenter:

▪ Vermeiden von Rührproblemen

▪ Vermeiden von Schwimmschichten

▪ Reduzieren der Rührenergie

Keine dauerhafte Zugabe von Enzymen oder Spezialkulturen



Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

Kontakt:

Bionova Biogas GmbHAm Großen Zug 24 a

15213 Königs Wusterhausen

[email protected]

Tel.: 033762 2250 39

Dr. Petra RabeFabian Lauffer


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