Version 01

C–GASC–GAS

Technologien zurTechnologien zurGewinnung von BiogasGewinnung von Biogas

aus biogenen Reststoffenaus biogenen Reststoffenund nachwachsenden und nachwachsenden

RohstoffenRohstoffen

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TechnologiegeberTechnologiegeber

Seit 2006 führt SFC Umwelttechnik GmbH eine Seit 2006 führt SFC Umwelttechnik GmbH eine projektbezogene Zusammenarbeit mit einem projektbezogene Zusammenarbeit mit einem der führenden deutschen Spezialisten für der führenden deutschen Spezialisten für Anlagen zur BiogaserzeugungAnlagen zur Biogaserzeugung

Fa. EnviConsult GmbH / Fa. Biocomplett Fa. EnviConsult GmbH / Fa. Biocomplett GmbHGmbH

(Dipl.-Ing. Norbert Schwarting)(Dipl.-Ing. Norbert Schwarting)durch.durch.

Version 01

Was ist Biogas ?Was ist Biogas ?

Wie entsteht Biogas ?Wie entsteht Biogas ?

Verwertung der GärresteVerwertung der Gärreste

BiogaserträgeBiogaserträge

DienstleistungenDienstleistungen

Version 01

65%

33,5%

1,5%

Methan Kohlendioxid Schwefelwasserstoff

Biogas aus Gülle

Biogas aus Nawaro

Was ist Biogas ?

Biogas ist ein Gasgemisch aus

50 - 70 % Methan - CH4

(ein brennbares Gas das im Erdgas zu 96 % enthalten ist)

• 30 – 50 % Kohlendioxid - CO2

• < 2 % Schwefelwasserstoff - H2S

• Spuren von Wasserstoff und anderen Spurengasen

46,5%

0,5%

53,0%

Methan Kohlendioxid Schwefelwasserstoff

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Wie entsteht Biogas ?Wie entsteht Biogas ? Mikroorganismen bauen unter Ausschluß von Sauerstoff organische Mikroorganismen bauen unter Ausschluß von Sauerstoff organische

Masse abMasse ab Dieser Prozeßfindet in der Natur z.B. im Magen von Wiederkäuern Dieser Prozeßfindet in der Natur z.B. im Magen von Wiederkäuern

oder in Sümpfen stattoder in Sümpfen statt Dieses natürliche Prinzip wird in der Biogasanlage simuliert . Dieses natürliche Prinzip wird in der Biogasanlage simuliert .

Biogas entsteht bei der anaeroben Vergärung Biogas entsteht bei der anaeroben Vergärung aus:aus:

GülleGülle

Pflanzlichen Restprodukten der Landwirtschaft und Pflanzlichen Restprodukten der Landwirtschaft und Nachwachsenden Rohstoffe - NawaroNachwachsenden Rohstoffe - Nawaro

Organischen Abfallstoffen wie Speiseresten, überlagerten Lebensmitteln, Abfällen aus Haushalten, der Lebensmittel und Getränke herstellenden Industrie

Version 01

Polymere Substrate

(Kohlehydrate, Fette, Proteine)

Bruchstücke und gelöste Polymere

H2 CO2 Org. Säuren Essigsäure Alkohole

Essigsäure(Acetat),H2,CO2

Methan CH4 und Kohlendioxid CO2

HydrolysephaseHydrolysephase

VersäuerungsphaseVersäuerungsphase

Acetogene PhaseAcetogene Phase

Methanogene PhaseMethanogene Phase

1. Stufe1. Stufe

2. Stufe2. Stufe

2-stufiges 2-stufiges VerfahrenVerfahren

1-stufiges 1-stufiges VerfahrenVerfahren

Biogas - ein Stoffwechselprodukt des anaeroben Abbaus organischer Masse

Version 01

EnviConsult GmbH

Agrarindustrie, Landwirtschaft Agrarindustrie, Landwirtschaft und Gartenbauund Gartenbau

TierhaltungTierhaltungPflanzenproduktionPflanzenproduktionGartenbauGartenbau

Nahrungs- und Nahrungs- und GenussmittelherstellungGenussmittelherstellung

BäckereienBäckereienZuckerfabrikenZuckerfabrikenSchokoladeherstellungSchokoladeherstellungSüßwarenherstellungSüßwarenherstellungMilchverarbeitungMilchverarbeitungEiscreme herstellende BetriebeEiscreme herstellende BetriebeSchlacht- und Schlacht- und FleischverarbeitungsbetriebeFleischverarbeitungsbetriebeFischverarbeitungFischverarbeitungStärkeindustrieStärkeindustrieSpeiseölherstellungSpeiseölherstellungObst- und Gemüseverarbeitende Obst- und Gemüseverarbeitende BetriebeBetriebeKartoffelverarbeitende IndustrieKartoffelverarbeitende IndustrieBrennereien / BrauereienBrennereien / BrauereienHautleim- und GelatineindustrieHautleim- und GelatineindustrieHefefabrikenHefefabriken

Einsatz von Biogasanlagen IEinsatz von Biogasanlagen I

Version 01

EnviConsult GmbH

Chemische IndustrieChemische Industrie pharmazeutische Betriebepharmazeutische BetriebeZitronensäureproduktionZitronensäureproduktionGärungsindustrieGärungsindustrie

Sonstige IndustrieSonstige Industrie ZellstoffproduktionZellstoffproduktionPappefabrikenPappefabrikenWollwäschereienWollwäschereien

Entsorgungsbetriebe, Entsorgungsbetriebe, Landschafts- und Landschafts- und GewässerpflegeGewässerpflege

KlärschlammKlärschlammGrünabfälleGrünabfälleBioabfälleBioabfälleTierkörperbeseitigungsanlagenTierkörperbeseitigungsanlagen

GastronomieGastronomie RestaurantsRestaurantsGroßküchenGroßküchenCateringCatering

HandelHandel Lebensmittelgroß- und einzelhandelLebensmittelgroß- und einzelhandelWochenmärkte, MarkthallenWochenmärkte, MarkthallenObst- und GemüsegroßmärkteObst- und Gemüsegroßmärkte

Einsatz von Biogasanlagen IIEinsatz von Biogasanlagen II

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TechnologieportfolioTechnologieportfolio

CSTR – Verfahren (Standardverfahren)CSTR – Verfahren (Standardverfahren)

(kontinuierlich beschickter durchmischter mesophiler (kontinuierlich beschickter durchmischter mesophiler Reaktor)Reaktor)

SUP Schwarting – Uhde – Prozeß (zweistufiges Verfahren zur SUP Schwarting – Uhde – Prozeß (zweistufiges Verfahren zur Vergärung von besonders energiedichten Rohsubstraten)Vergärung von besonders energiedichten Rohsubstraten)

Erzeugung von Biomethan (Methananreicherung und Erzeugung von Biomethan (Methananreicherung und Einspeisung ins Erdgasnetz)Einspeisung ins Erdgasnetz)

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CSTR - VerfahrenCSTR - Verfahren

Das CSTR – Verfahren („Continuous Stirred Das CSTR – Verfahren („Continuous Stirred Tank Reactor“) ist das Standardverfahren zur Tank Reactor“) ist das Standardverfahren zur kontinuierlichen mesophilen (oder kontinuierlichen mesophilen (oder thermophilen) Vergärung von organischen thermophilen) Vergärung von organischen Substraten in einem kontinuierlich beschickten Substraten in einem kontinuierlich beschickten und vollkommen durchmischten Reaktor.und vollkommen durchmischten Reaktor.Der Vorteil von CSTR liegt darin, daß im Der Vorteil von CSTR liegt darin, daß im Rohsubstrat hohe Feststoffgehalte (in Rohsubstrat hohe Feststoffgehalte (in Abhängigkeit von der Art und der Aufbereitung Abhängigkeit von der Art und der Aufbereitung des Rohsubstrats) zugelassen werden können.des Rohsubstrats) zugelassen werden können.

Version 01

Beispiel einer CSTR - Beispiel einer CSTR - AnlageAnlage

angenommen:angenommen:

- 10 000 t / a Gülle- 10 000 t / a Gülle

- 26 000 t / a feste organische Reststoffe- 26 000 t / a feste organische Reststoffe

zur Erzielung von mindestens 1,0 MWzur Erzielung von mindestens 1,0 MWelel elektrischer Energieelektrischer Energie

Version 01

Biogaskraftwerk ca. 1,0 MWelektr Schema Vorbehandlung

Misch -

Behälter

Hygienisierung

Mischsubstrat 64.000 t/a

Rezirkulat 28.000 m3/a

Speisereste 10.000 t/a

Gülle 10.000 t/a

Maissilage 8.000 t/a

Überlagerte Lebensmittel 6.000 t/a

Fettabscheider 2.000 t/a

Rezirkulat 28.000 m3/a

Feststoff- Dosierer

Version 01

Methanisierung

Output Biogasanlage 59.800 t/a

Biogas 3.830.000 m3/a

Biogaskraftwerk ca. 1,0 MWelektr Schema Biogasanlage

Mischsubstrat 64.000 t/a

Rezirkulat 28.000 m3/a

Rezirkulat 28.000 m3/a

Version 01

Biogaskraftwerk 1,0 MWelektr

Schema: Gas- und SubstrataufbereitungSchema: Gas- und Substrataufbereitung

Gasspeicher

Ausgasbehälter

Gas-Aufbereitung

Feststoff-Abtrennung

BHKW

Wärme- Energie BHKW 10.600 MWh/a

Feststoff 11.800 t/a

Elektrische Energie

8.000 MWh/a

Filtrat-Rezirkulat

Restfiltrat 20.000 m3/a

Biogas 3.830.000 m3/a

Output Biogasanlage 59.800 t/a

Rezirkulat 28.000 m3/a

Version 01

Direkte Direkte landwirtschaftlichelandwirtschaftliche

VerwertungVerwertung

Landwirtschaftliche Landwirtschaftliche VerwertungVerwertung

Fest-Flüssig-Fest-Flüssig-trennungtrennung

FeststoffeFeststoffe

FiltratFiltrat

Output Output

Biogasanlage Biogasanlage ca. ca.

5%TS5%TS

Biomasse-Biomasse-BrennstoffBrennstoff

RezirkulatRezirkulat

Landwirtschaftliche Landwirtschaftliche Verwertung Verwertung

FlüssigdüngerFlüssigdünger

Verwertung der Gärreste

Version 01

RindergülleRindergülle SchweinegülleSchweinegülle HühnermistHühnermist MaissilageMaissilage Körnergetreide Körnergetreide Ganzpflanzensilage - RoggenGanzpflanzensilage - Roggen GrassilageGrassilage RübenblattRübenblatt BiertreberBiertreber Apfel-, RebentresterApfel-, Rebentrester SpeiseresteSpeisereste FettabscheiderFettabscheider MarktabfälleMarktabfälle

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7

m3/ kg oTS

Biogaserträge ausgewählter Substrate

Version 01

Stromertrag im Vergleich pro Tonne

TS %TS % Stromertrag kWh / t FMStromertrag kWh / t FM

BioabfälleBioabfälle 40 %40 % 350350

SpeiseresteSpeisereste 18 %18 % 150150 -- 400400

überlag. überlag. LebensmittelLebensmittel

25 %25 % 150150 -- 400400

FettabscheiderinhFettabscheiderinhaltalt

70 %70 % 1.0001.000 -- 1.4001.400

MarktabfälleMarktabfälle 18 %18 % 120120 -- 300300

MaissilageMaissilage 34 %34 % 300300 -- 500500

GrassilageGrassilage 35 %35 % 300300 -- 600600

GPS- RoggenGPS- Roggen 34 %34 % 320320 -- 500500

RindergülleRindergülle 10 %10 % 5050 -- 7575

FM = FrischmasseFM = Frischmasse

Version 01

SUPSUPSchwarting – Uhde – ProzeßSchwarting – Uhde – Prozeß

zweistufiges Verfahren (mesophil / zweistufiges Verfahren (mesophil / thermophil)thermophil)

für Substrate mit hoher Energiedichte und für Substrate mit hoher Energiedichte und FeststoffgehaltFeststoffgehalt

erhöhte Biogasausbeute bei gleichzeitig erhöhte Biogasausbeute bei gleichzeitig kürzerer Reaktoraufenthaltszeit (typisch 10 kürzerer Reaktoraufenthaltszeit (typisch 10 Tage)Tage)

Version 01

Fließschema zweistufige VergärungFließschema zweistufige Vergärung

Biogas

mesophilerFaulturm I

thermophilerFaulturm II

Vorklärung

Endreinigung

Version 01

VergleichVergleichKonventionelles Verfahren – SUP Schwarting Uhde ProzeßKonventionelles Verfahren – SUP Schwarting Uhde Prozeß

Biogas

Endreinigung

KonventionellesVerfahren

SUV Schwarting-UhdeVerfahren

Verweilzeit oTS - Abbaurate Biogasproduktion

Version 01

Spezialausrüstung SUP Faulturm

Version 01

BIOMETHANPRODUKTIONBIOMETHANPRODUKTION

Verfahren zur Reinigung von Rohbiogas und Verfahren zur Reinigung von Rohbiogas und Methananreicherung auf ErdgasqualitätMethananreicherung auf Erdgasqualität

Version 01

Biologische Biologische GasentschwefelungGasentschwefelung

CHCH44-Anreicherung -Anreicherung

z.B. DWA-Verfahrenz.B. DWA-Verfahren

RohbiogasRohbiogas

Biogas Biogas entschwefeltentschwefelt

Erdgasnetz Erdgasnetz Biomethan > 95 % CHBiomethan > 95 % CH44

BHKWBHKW

CMG -CMG -

Compressed Compressed Methane GasMethane Gas

Drucktank oder Drucktank oder FlaschenFlaschen

CGHCGH22 – –

CompressedCompressed Gaseous Hydrogen Gaseous Hydrogen mit Reformer für mit Reformer für

BrennstoffzelleBrennstoffzelle

Biogasaufbereitung auf Erdgasqualität – „Biomethan“

Version 01

im Gasnetz im Gasnetz bei einem externen Verbraucher – BHKW -bei einem externen Verbraucher – BHKW -

in Drucktanks oder Gasflaschen in Drucktanks oder Gasflaschen Treibstoff für Gasmotoren – Kfz und Treibstoff für Gasmotoren – Kfz und StationärmotorenStationärmotoren

Über Dampfreformer Über Dampfreformer zur Produktion von Druckwasserstoff für den zur Produktion von Druckwasserstoff für den Einsatz in BrennstoffzellenEinsatz in Brennstoffzellen

Biogastransport in ChinaWie wäre es denn mit Gas in Flaschen?

Verwertung von BiomethanVerwertung von Biomethan

Version 01

Referenzliste (Auszug)Referenzliste (Auszug)

Version 01

Anlage zur anaeroben Behandlung von Abwasser aus einem Gemüseverarbeitungskonzern

SUP Schwarting – Uhde Prozeß

Version 01

Güllebehandlungsanlage Göritz (Deutschland)

SUP Schwarting – Uhde Prozeß

Version 01

SUP - Anlage Leonberg

Version 01

Biogasanlage Friedrich (Deutschland)

Version 01

Biogasanlage Finsterwalde (Deutschland)

Version 01

Biogasanlage Alteno (Deutschland)

Version 01

Biogasanlage Karstädt (Deutschland)

Version 01

InbetriebnahmeInbetriebnahme OptimierungOptimierung

Ökologische Nutzung Ökologische Nutzung von Energieressourcenvon Energieressourcen

ErrichtungErrichtung

Biogas-AnlagenBiogas-Anlagen

EU - EU - EmissionshandelEmissionshandel

FinanzierungFinanzierung

BetriebBetrieb

Biogasaufbereitung Biogasaufbereitung BiomethanBiomethan

SFC Umwelttechnik GmbHSFC Umwelttechnik GmbH