Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

 

Verbundvorhaben: Quantifizierung der Wirkung von mineralischen Biogasadditiven bei der Vergärung von nachwachsenden Rohstoffen und deren Verifizierung in der Praxis; Teilprojekt 1

Anschrift
APMA Services GmbH
66125 Saarbrücken
Wannbornstr. 4
Kontakt
Dr Dirk Wagner
Tel: +49 6831 123493
E-Mail: service@apma.de
FKZ
22021007
Anfang
01.10.2008
Ende
30.11.2010
Aufgabenbeschreibung
Projektziel: Im Kontext dieses Projektes soll deshalb folgende auf qualitativen, in Anlehnung an VDI 4630 durchgeführten Batchversuchen sowie Erkenntnissen aus der Praxis basierende Hypothese systematisch quantifiziert und verifiziert werden: DIE ZUGABE VON MINERALISCHEN BIOGAS-ADDITIVEN FÜHRT ZU SIGNIFIKANTEN ÖKONOMISCHEN UND ÖKOLOGISCHEN OPTIMIERUNGEN IN BEZUG AUF DIE EFFIZIENZSTEIGERUNG VON BIOGASANLAGEN VERBUNDEN MIT EINER ERHÖHTEN PROZESSSTABILITÄT UND DER VERBESSERUNG VON GASQUALITÄT UND GASAUSBEUTE. Projektmethodik: Ausgehend von einem Batch-Vergleichstest im 2L-Fermenter mit drei ausgewählten Biogasadditiven werden die Vorgehensweisen parametriert und harmonisiert, sowie eine Bestätigung der Ergebnisse des Vorläuferprojektes angestrebt. Hierbei kommen die Substratmischungen (NaWaRo) der Praxisanlagen zum Einsatz. Die vorstehenden Additive werden danach im Durchflussversuch in 36L-Fermentern mit den Substratmischungen der Praxisanlagen bei täglicher Fütterung geprüft und quantitativ bewertet. Eine Prüfung auf die optimale Raumbelastung in Bezug auf die Additivanwendung ist Teil der Arbeit. Die Wirkungen sind dabei u.a. definiert nach Zeitpunkt des Auftretens der Effekte nach Zugabestart, Durchsatzerhöhung, Steigerung der Gasbildungsrate und Biogasqualität (Methangehalt, Schwefelwasserstoffgehalt). Die Übertragbarkeit dieser Ergebnisse wird in drei repräsentativen Biogasanlagen mit der erforderlichen begleitenden Analytik kritisch evaluiert, auch um zu prüfen, ob ein Upscaling aus den Laborversuchen möglich ist. Die Frage der Wirtschaftlichkeit des Additiveinsatzes wird sowohl am realen Beispiel geprüft, als auch in Bezug auf ein mögliches Upscaling aus den Laborversuchen. Am Ende wird deutlich sein, ob mit relativ einfachen Laborversuchen eine Bewertung von Zusatzstoffen bzgl. ihrer Anwendung im praktischen Einsatz in Biogasanlagen möglich ist. Dies mündet dann in entsprechende Handlungsempfehlungen für die Praxis.
Ergebnisdarstellung
Im Kontext dieses Projektes war folgende Hypothese systematisch zu prüfen: DIE ZUGABE VON MINERALISCHEN BIOGASADDITIVEN FÜHRT ZU SIGNIFIKANTEN ÖKONOMISCHEN UND ÖKOLOGISCHEN OPTIMIERUNGEN IN BEZUG AUF DIE EFFIZIENZSTEIGERUNG VON BIOGASANLAGEN VERBUNDEN MIT EINER ERHÖHTEN PROZESSSTABILITÄT UND DER VERBESSERUNG VON GASQUALITÄT UND GASAUSBEUTE. In einem Kaskadenartig angelegten Verfahren wurden zwei Zusatzstoffe im Batch, im 36 L Durchflussversuch und auf den beiden den Versuchen zugrundeliegenden Praxisbetrieben auf ihre Wirkung geprüft. Die Ergebnisse zeigen auf, dass die geprüften mineralische Additive primär über die Sicherung der Spurenelementversorgung auf den anaeroben Abbauprozess wirken. Ihre Zugabe stabilisierte offensichtlich den anaeroben Abbau und ermöglichte es hohe Raumbelastung ohne Beeinträchtigung der Methanausbeute zu erzielen. Eine Steigerung der Abbaueffizienz an sich, oder eine Auswirkung auf die Gasqualität war dagegen nicht erkennbar. Die Praxisuntersuchungen bestätigten die Ergebnisse der Laborversuche. Auch hier bewirkte der geprüfte Zusatzstoff eine schnelle und nachhaltige Stabilisierung des anaeroben Abbauprozesses. Die verschiedenen Versuchsebenen erbrachten gleiche Ergebnisse. Allerdings waren die Daten des Batchversuches zu indifferent, um den später im Durchflussversuch und in der Praxis beobachteten Effekt zu prognostizieren. Dagegen deckten sich die Ergebnisse des Durchflussversuches und der Praxis, soweit ähnliche Zustände erreicht wurden. Es zeigte sich, dass der Einsatz des Zusatzstoffes wirtschaftlich war, gleichzeitig zeigten die Preisunterschiede zwischen den Zusatzstoffen, dass genau dieser Faktor die Wirtschaftlichkeit mehr beeinflussen kann als die Wirkung im Prozess. Auch deshalb wird für die Zusatzstoffe ein geordnetes Zulassungsverfahren mit Deklarationspflicht gefordert.

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