AD+PLUS Technologiebewertung von Gärrestbehandlungs- und lokalen Verwertungskonzepten

Projektverlauf

Als erster Schritt wurden die Gärreste unterschiedlicher Anlagen und unterschiedlicher Ausgangsstoffe charakterisiert. Hierfür wurden entsprechende Proben an einer Reihe von Anlagen gezogen und die notwendigen Analysen durchgeführt. Zur Vervollständigung dienten Daten aus der Datenbank der Arbeitsgruppe Biogas sowie aus der Literatur.

Parallel dazu wurden die möglichen Technologien zur Gärrestaufbereitung erhoben, dies betrifft sowohl schon teilweise etablierte Verfahren, als auch innovative Ansätze. Hierbei wurden insbesondere auch Analogien zur Klärschlamm- und Gülleverwertung untersucht. Nach erfolgreicher Recherche wurden Besuche an Biogasgroßanlagen mit Gärrestaufbereitungsanlagen durchgeführt, und die Betreiber dieser Anlagen interviewt. Dieses Feedback mündete zusammen mit dem Know-how und den Erfahrungen bisheriger Projekte in einer Technologiebewertung. Hierfür wurde ein eigenes Bewertungsmodell erstellt. Da die optimale Gärrestaufbereitung sehr von den umgebenden Rahmenbedingungen (Substrate, Abwärmenutzung, Förderungen, …)  abhängig ist, wurden im weiteren Verlauf drei Fallstudien (landwirtschaftliche Anlage zur Gülleverwertung, NAWARO-Anlage, Abfallverwertende Anlage) und die zugehörigen möglichen bzw. optimalen Verwertungskonzepte dargestellt. Aufgrund des Wunsches des Fördergebers wurde hier der Schwerpunkt vermehrt auf landwirtschaftliche und nicht Industrieanlagen gelegt. In den einzelnen Fallbeispielen wurde zuerst ein Konzept des Beispiels mit den charakteristischen Substrat-Inputstoffen entworfen. Aufgrund der Inputstoffe konnten dann die Stoff- und Nährstoffströme in der Anlage sowie bei der Gärrestaufbereitung berechnet werden. Hierfür wurden je Fallbeispiel 2-3 unterschiedliche Szenarien gerechnet. Den Abschluss der Fallbeispiele bildete dann eine ökonomische Bewertung der unterschiedlichen Szenarien zur Gärrestaufbereitung. Zur Verwertung der gewonnenen Erkenntnisse wurde eine Studie in Form eines klar verständlichen Handbuches verfasst, die bei einer eigens dafür geplanten Veranstaltung als Buch an die Zielpersonen weitergegeben wird. Des Weiteren wurde die Studie schon auf 6 nationalen und internationalen Veranstaltungen präsentiert, und weitere Vorträge sind noch geplant.

Der erste Projektabschnitt bestand einerseits aus einer intensiven Recherchearbeit zur Sammlung von vorhandenen wissenschaftlich abgesicherten Daten über Gärreste. Hierzu wurden Analysen von Gärresten diverser Anlagen durchgeführt, ebenso wurde auf Daten aus der eigenen Datenbank sowie auf erhobene Literaturdaten zurückgegriffen. Die daraus erstellte zusammenfassende Aufstellung erfolgte auf Basis der wichtigsten Analysenparameter. Dabei konnten die Gärreste grob in 4 Gruppen eingeteilt werden: landwirtschaftliche Anlagen zur Gülleverwertung, NAWARO-Anlagen, Abfallverwertungs­anlagen und Industrieanlagen. Denn bei Biogasanlagen unterscheiden sich die Gärrestparameter stark, abhängig von den Input-Stoffen.

Die Recherche der Technologien, die für eine Gärrestbehandlung in Betracht gezogen werden, erwies sich als sehr erfolgreich. Die detaillierte Beschreibung der Technologien ist beiliegender Studie zu entnehmen. Es konnte eine umfassende Sammlung und Darstellung von 17 verschiedenen Technologien erreicht werden. Der Großteil dieser Technologien wird in ähnlicher Form auch zur Gülle- und Klärschlammverwertung verwendet.

Im Rahmen der durchzuführenden Technologiebewertung wurden erfolgreich 16 Anlagen mit Gärrestaufbereitung besucht/interviewt. Schlussendlich ergab sich eine Liste von 19 Anlagen mit weitergehender Gärrestaufbereitung, die als eine Liste der Demonstrationsanlagen in die Studie aufgenommen wurde. Zusätzlich konnten 42 Firmen ausgemacht und kontaktiert werden, die sich mit dem Thema Gärrestaufbereitung im Detail beschäftigen. Das Ergebnis war die Erstellung einer Bewertungsmatrix anhand derer die einzelnen Technologien verglichen wurden.

Zur Demonstration der unterschiedlichen Technologien und Technologiekombinationen wurden anhand von 3 Fallbeispielen 8 unterschiedliche Szenarien durchgespielt. Für jedes Szenario wurden im Detail die Stoffflussdiagramme und Nährstoffströme ermittelt. Zusätzlich wurden Kostenberechnungen durchgeführt und zwar in einer so detaillierten Form, dass es den Interessierten möglich ist, die Zahlen für ihre Fälle herzunehmen und somit eine ungefähre ökonomische Abschätzung des Investitionsrisikos einer Gärrestaufbereitung durchführen zu können.

Die Studie wurde mit ISBN-Nr. versehen im Eigenverlag der Universität für Bodenkultur Wien aufgelegt, und wird bei einer eigens dafür angesetzten Veranstaltung Ende September an die Interessenten und Zielpersonen ausgegeben. Letztendlich wurden die Ergebnisse der Studie durch 4 Vorträge und 2 Posterpräsentationen auf nationalen und internationalen Veranstaltungen bzw. Kongressen präsentiert. Zusätzlich konnten zahlreiche Kontakte mit Interessenten (aus Wissenschaft und Wirtschaft) geknüpft werden.

Meilensteine

1. Charakterisierung der unterschiedlichen Gärreste
2. Auflistung der verfügbaren Technolo-gien, Datenerhebung
3. Iterative Bewertung, Vergleich und Kombination der Technologien
4. Fallstudie Größtanlage am Beispiel „Bioethanol“
5. Fallstudie Großanlage Am Beispiel „NAWARO’s“
6. Fallstudie komplexe Substrate am Beispiel „biogene Abfälle“
7. Fallstudie neue Substrate am Beispiel „grüne Bioraffinerie“
8. Dissemination: Handbuch / Workshop / Vorstellung auf Fachtagungen
9. Management & Organisation: Berichte Finanzabrechnung

Ergebnisse

Im Zuge des Projektes wurde eine umfangreiche Studie erstellt, welche im Rahmen eines Workshops unter internationaler Beteiligung vorgestellt und diskutiert wurde. Die Studie ist auch als Publikation erhältlich.

Der Umfang der Studie ist wie folgt:

Menge und Zusammensetzung von Gärrest

• Mehr als 300 Datensätze von über 50 unterschiedlichen Biogasanlagen wurden ausgewertet

Evaluierung von Technologien zur Gärrestaufbereitung

• 18 unterschiedliche Technologien wurden beschrieben und evaluiert
• Interviews an 16 Biogasanlagen mit Gärrestaufbereitungsanlagen in D, A, CH, I wurden durchgeführt
• In etwa 200 Literaturzitate wurden bearbeitet
• Umfassende Daten und Erfahrungen aus vorausgegangenen Forschungsprojekten im Bereich Gärrestaufbereitung wurden eingearbeitet

Realistische Fallstudien

• Detaillierte Simulationen von Stoff- und Nährstoffflüssen von 8 Szenarien im Bereich der Gärrestaufbereitung inklusive ökonomische Detailberechnungen wurden durchgeführt

Technologieanbieter und Demonstrationsanlagen

• Auflistung der Firmen, die Konzepte und Technologien zur Gärrestaufbereitung anbieten

Liste und Beschreibung von 19 Demonstrationsanlagen mit Gärrestaufbereitung in D, A, CH, I

• Detaillierte Simulationen von Stoff- und Nährstoffflüssen von 8 Szenarien im Bereich der Gärrestaufbereitung inklusive ökonomische Detailberechnungen wurden durchgeführt

Technologieanbieter und Demonstrationsanlagen

• Auflistung der Firmen, die Konzepte und Technologien zur Gärrestaufbereitung anbieten
• Liste und Beschreibung von 19 Demonstrationsanlagen mit Gärrestaufbereitung in D, A, CH, I

Die Ergebnisse wurden auf folgenden Veranstaltungen vorgestellt: 

19-20.11.2009   18. Symposium Bioenergie, Kloster Banz, Bad Staffelstein, D; Dr. Roland Kirchmayr; Vortrag

25-26.11.2009   Biogasfachkongress „biogas09“, Wels, A; Dr. Bernhard Drosg; Poster

02.-04.02.2010  19. Jahrestagung Fachverband Biogas, Leipzig, D; Prof. Werner Fuchs; Vortrag

24.-25.02.2010  IBBK – International Symposium: Progress in treatment of manure and digestate, Heiden, D; Dr. Bernhard Drosg; Vortrag

26.-28.05.2010  IEA Bioenergy Task 37 Mitglieder Sitzung in Kopenhagen, Dan; Prof. Rudolf Braun; Vorstellung der Studie für Mitgliedsländer

26.-28.4.2010    Simposio Internacional – Salud e Ingeniería Ambiental de la Agricultura y Agroindutria, Peru; Dr. Bernhard Drosg, Vortrag

9-10.06.2010     Highlights der Bioenergieforschung – Nationale und internationale Ergebnisse zu den IEA Schwerpunkten, Güssing, A ; Prof. Rudolf Braun; Poster

07/09.2010        Auflage der Studie im Eigenverlag der Universität für Bodenkultur Wien (ISBN 978-3-900962-86-9); Prof. Werner Fuchs, Dr. Bernhard Drosg;  Buchausgabe

8-11.11.2010     Third International Symposium on Energy from Biomass and Waste, Venedig, I; Prof. Werner Fuchs; Vortrag

30.11.2010        Biogasfachkongress „biogas10“, St. Pölten, A; Dr. Bernhard Drosg, Vortrag

30.09.2010        Symposium zum Thema „Aufbereitung von Gärresten“ und Vorstellung der Studie AD+PLUS, IFA-Tulln, A ; Prof. Werner Fuchs Bernhard Drosg  eigene Veranstaltung zur Vorstellung der Studie

Veröffentlichungen in wissenschaftlichen Journals oder Buchbeiträge

•           Fuchs W und Drosg B (2010) »AD+PLUS« Technologiebewertung von Gärrestbehandlungs- und Verwertungskonzepten. Eigenverlag der Universität für Bodenkultur Wien, Wien, ISBN 978-3-900962-86-9

•           Braun R, Drosg B, Bochmann G, Weiß S and Kirchmayr R (2010): Recent Developments in Bio-Energy Recovery Through Fermentation. In: Insam H, Franke-Whittle I, Goberna M. (Eds.), Microbes at Work; From Wastes to Resources, 329; Springer, Berlin Heidelberg; ISBN 978-3-642-04042-9

•           Fuchs W und Drosg B (2010) Technologien zur Gärrestaufbereitung. Forum.new power. magazin für erneuerbare rohstoffe und energie: Ausgabe 2/20120 : 10-12

Vorträge bei Konferenzen

•           Drosg B, Wäger F, Kirchmayr R, Braun R and Fuchs W (2010) Digestate treatment: Comparison and assessment of existing technologies. Third International Symposium on Energy from Biomass and Waste, November 8-11, Venedig, Italien (geplanter Vortrag)

•           Drosg B, Wäger F, Kirchmayr R, Braun R und Fuchs W (2010) Study „AD+PLUS“: Comparison and Assessment of Digestate Treatment Technologies. International Symposium: Progress in treatment of manure and digestate, Februar 24-25, Heiden, Deutschland

•           Fuchs W, Wäger F, Kirchmayr R, Braun R und Drosg B (2010) Vergleich und Bewertung von Technologien zur Gärrestaufbereitung. 19. Jahrestagung Fachverband Biogas, Februar 2-4, Leipzig, Deutschland

•           Drosg B, Kirchmayr R, Braun R und Fuchs W (2009) Angewandte Gärrestaufbereitungskonzepte: Bewertung, Vergleich sowie Stoff- und Nährstoffströme. 18. Symposium Bioenergie, November 19-20, Kloster Banz, Bad Staffelstein, Deutschland

Posterpräsentationen bei Konferenzen

•           Fuchs W, Kirchmayr R, Braun R und Drosg B (2010) Studie »AD+PLUS« – Technologiebewertung von Gärrestbehandlungsverfahren und lokalen Verwertungskonzepten. Highlights der Bioenergieforschung – Nationale und internationale Ergebnisse zu den IEA Schwerpunkten, Juni 9-10, Güssing, Österreich

•           Fuchs W, Kirchmayr R, Braun R und Drosg B (2009) Studie »AD+PLUS« – Technologiebewertung von Gärrestbehandlungsverfahren und lokalen Verwertungskonzepten. Biogasfachkongress biogas09, November 25-26, Wels, Österreich

Downloads

• ADPLUS-815631-EndberichtEZ-KLIEN-100818-8.pdf