Optimierung von Biogasanlagen für Bioabfälle

Abstract

Bioabfälle stellen die größte getrennt gesammelte Fraktion der Siedlungsabfälle dar. Deren Verwertung dient in erster Linie der hygienisierenden und biologisch stabilisierenden Behandlung und muss gesetzliche Vorgaben zur Abfallbehandlung erfüllen. Bioabfälle haben aber auch ein großes Potenzial zur sowohl stofflichen als auch energetischen Nutzung. In Biogasanlagen für Bioabfälle entstehen hochwertige organische Düngemittel (Kompost und Flüssigdünger) sowie Biogas, welches meist in Blockheizkraftwerken zu elektrischer und thermischer Energie umgewandelt wird. Gesetzliche Änderungen und politische Ziele sorgten in Deutschland in den letzten Jahren für einen Anstieg der Behandlungskapazitäten und der Anzahl an Biogasanlagen für Bioabfälle. Diese werden meist als einstufige Trockenvergärungsanlagen ausgeführt. Es zeigt sich dabei eine Vielzahl verschiedener Konzepte – für die Biogaserzeugung (dis-/kontinuierlich, mesophil/thermophil) sowie für die Verfahrenstechnik der Bioabfallaufbereitung, der Gärrestbehandlung und der Kompostaufbereitung. Gleichzeitig werden Biogasanlagen für Bioabfälle häufig suboptimal betrieben und müssen an den Input angepasst werden. Es fehlen belastbare Daten über einen längeren Zeitraum bzgl. der Eignung der Konzepte für die eingesetzten Substrate sowie der tatsächlichen Leistung der Anlagen. Ziele dieser Arbeit sind daher Parameter, anhand derer der Zustand einer Biogasanlage für Bioabfälle beschrieben werden kann, sowie Bewertungskriterien und Maßnahmen zur Optimierung zu ermitteln und Entscheidungsgrundlagen abzuleiten, welche bei der Planung und Projektierung neuer abfallwirtschaftlicher Biogasanlagen, insbesondere hinsichtlich der technischen Konzeption, herangezogen werden können. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass an Biogasanlagen für Bioabfälle mit Kenntnis wichtiger Betriebsparameter ein Optimierungspotenzial hinsichtlich der Stoffströme und Qualität der Produkte sowie der Energieeffizienz vorhanden ist. Die herausgearbeiteten Entscheidungsgrundlagen können dazu dienen diese Ergebnisse bereits in die Planung neuer Anlagen einzubeziehen. Für bestehende Anlagen können die dargestellten Parameter, insbesondere in Verbindung mit der Gründung eines Netzwerks von Anlagenbetreibern, eine datenbasierte Diskussion fördern sowie einen Vergleichsmaßstab (Benchmarking) bilden und so die Weiterentwicklung von Biogasanlagen für Bioabfälle unterstützen.