Ein geschlossener Energiekreislauf für die Deponie Eichelbuck | 2014-06

Biogas und Nachhaltige Energie

Während auf der Deponie Eichelbuck im Freiburger Mooswald bis 2005 Haushaltsmüll entsorgt wurde, ist die Anlage heute für Grünabfälle aller Art zuständig. Dieser Wandel wirkt sich auch auf die Energieversorgung der Anlage aus, die momentan durch zwei mit Deponiegas betriebene Mikrogasturbinen erfolgt. Deponiegas entsteht beim biologischen und chemischen Abbau von organischem Abfall. Dieser fällt jedoch in nicht vorbehandelter Form in deutschen Deponien nicht mehr an, so dass die Menge an Deponiegas stetig zurückgeht. Deshalb müssen sich die Deponiebetreiber nach neuen lokalen und umweltfreundlichen Energiequellen umsehen. Grünabfälle, wie sie am Eichelbuck verarbeitet werden, bieten dieses Energiepotential.

Mit Pyrolyse zu Biokohle

Bisher trennte man auf der Anlage Grünabfall in holziges Material für die Zufeuerung in der eigenen Hackschnitzelanlage und erdiges Material, das in der Landwirtschaft ausgebracht wurde. Eine Pyrolyseanlage und eine verbesserte Hackschnitzelanlage sollen in Zukunft die Grünabfälle ökologisch und wirtschaftlich effizienter nutzbar machen. Pyrolyseverfahren wurden schon in mehreren Innovationsfondsprojekten erprobt. Sie eignen sich besonders für Materialien, die nicht auf herkömmliche Weise zu Biogas vergärbar sind. In der Freiburger Anlage sind das beispielsweise Grünschnitt, Pferdemist und diejenigen Holzreste, die sich nicht für Holzhackschnitzel eignen. Im Pyrolyseofen verschwelt die Biomasse unter großer Hitze und ohne Sauerstoffzufuhr zu Verbrennungsgas und Biokohle. Biokohle ist vielseitig einsetzbar und anders als die ursprüngliche Biomasse leicht, kompakt und somit einfach zu transportieren. Beigemengt zum Substrat in Biogasanlagen, erhöht sie die produzierte Gasmenge. Auch der aus Speiseresten auf dem Eichelbuck hergestellte Kompost verbessert mit Biokohle sein Nährstoffprofil. In den Boden eingebracht – direkt oder im angereicherten Kompost oder Gärrest – kann Biokohle die Bodenqualität verbessern, den Ertrag erhöhen und den Bedarf von Kunstdüngern verringern.

Heißluftturbine ersetzt Mikrogasturbine

Die Abwärme der Pyrolyseanlage trocknet die auf der Anlage produzierten Hackschnitzel. In Zukunft ersetzt ein Hackschnitzel-BHKW eine der Mikrogasturbinen, deren Einsatz durch das schwindende Deponiegas nicht mehr rentabel ist. Die Hackschnitzelanlage verfügt mit einer extern gefeuerten Heißgasturbine über eine innovative, noch wenig eingesetzte Technologie. In der Anlage verbrennen die Hackschnitzel zu Asche und heißem Abgas, das indirekt über einen Wärmetauscher die Zuluft der Turbine erhitzt. Verunreinigtes Rauchgas und saubere Turbinenluft bleiben so getrennt; ein Verfahren, das den schnellen Verschleiß durch Abgaspartikel verhindert. Die Hackschnitzelanlage wiederum liefert Abwärme für die Speiseresteaufbereitungsanlage. In einigen Jahren wird auch die zweite Mikrogasturbine durch eine Heißluftturbine ersetzt, die zusätzlich Strom und Wärme aus regenerativen Energien liefert. Angereichert mit Biogas, kann das restliche Deponiegas im BHKW Landwasser verbrannt werden; ein Verfahren, das bereits durch ein weiteres Innovationsfondsprojekt erprobt ist.

Pro Jahr spart das Konzept 2.600 Tonnen CO2 ein. Mit dem aufeinander und auf die vorhandenen Abfallstoffe abgestimmten Energiekreislauf zeigt die Deponie den Weg von der Müllverarbeitung des 20. zur der des 21. Jahrhunderts auf.

Drei wesentliche Erkenntnisse aus dem Projekt

• Die vom Hersteller der Pflanzenkohleanlage angegebenen Durchsatzmengen können bisher bei Weitem nicht erreicht werden. Die Fördertechnik (Verstopfungsgefahr) sowie die Anforderungen an die Qualität der Pflanzenkohle erfordern den Einsatz von qualitativ hochwertigen Holzhackschnitzeln. Die Verwertung der Mittelfraktion des Grünschnitts auf der Deponie Eichelbuck ist durch die PYREG-Anlage folglich nicht möglich. Die produzierte Pflanzenkohle kann als Futterkohle und Holzkohle der Qualität -Premium- gehandelt werden. Bei Einsatz von ausgewähltem Inputmaterial (Hackschnitzel) kann die Anlage zufriedenstellend und weitgehend störungsfrei betrieben werden.
• Die Speisereste erzielen bereits einen sehr hohen Biogas-Ertrag, der unter den ausgewählten Versuchsbedingungen durch die Zumischung von Pflanzenkohle nicht mehr weiter zu optimieren war.
• Der Einsatz der Pflanzenkohle zur Geruchsminimierung in der Speiseresteaufbereitung sowie bei der Kompostherstellung konnte nicht erfolgreich nachgewiesen werden.

Weitere Innovationsfonds-Projekte der ASF befassten sich damit, die Müllabfuhr auf Erdgas, diesel-elektrischen Hybridantrieb und Elektro-Wasserstoff umzustellen und damit, zusammen mit den für die Straßenreinigung eingesetzen elektrischen Kehrmaschinen, Freiburg fit für die Energiewende zu machen.