Forschungsprojekte im Deponiebereich

Das Umweltministerium Baden Württemberg fördert im Rahmen des „Kommunalen Investitionsfonds" (KIF) innovative Projekte in der Abfall- und Deponietechnik.

Die LUBW unterstützt und begleitet die Projekte, die für die Kreislauf- und Abfallwirtschaft von Interesse sind.

Die Ergebnisse dieser Forschungsprojekte sind hier der interessierten Öffentlichkeit zugänglich gemacht.

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Einsatz eines Stirling-Motors zur Deponiegasnutzung auf der Deponie Bengelbruck, 2016

Kurzbeschreibung

Energieautarke Deponiegasbehandlung mit Wärmenutzung und Eigenstromversorgung am Beispiel der Deponie Bengelbruck

Projektzeitraum
2015 - 2016

 

Kurzinfo Deponiedaten:

Art der Deponie: DK II
Betriebsbeginn: 1972
Fläche: 15,4 ha
Gesamtvolumen: 1,6 Mio. m3
Phase: Ablagerungsphase seit 1972

 

 
Forschungsgegenstand / Zielsetzung:

Die Deponie Bengelbruck ist seit 1972 als Abfalldeponie in Betrieb. In diesen 40 Jahren hat sich die Zusammensetzung der Abfälle stark verändert. Insbesondere in den 80er Jahren wurden erhebliche Mengen an organischen Abfällen eingebaut. Durch die Bildung von Deponiegas war der Aufbau einer Deponieentgasung notwendig. Das Gas wurde anfangs über eine Hochtemperaturfackel verbrannt. Von 1992 bis 2008 erfolgte eine motorische Nutzung des Gases mit Stromeinspeisung in das öffentliche Netz.

Als einer der ersten Landkreise bundesweit begann der Landkreis Freudenstadt 1995 mit der Getrenntsammlung von Bioabfällen. Auch mit dem gleichzeitigen Ausschluss der Annahme von Klärschlämmen hat sich das Gasbildungspotenzial stetig verringert. Ab 2009 konnte das Gas nur noch über eine Fackel verbrannt werden. Es zeigte sich, dass die Anlage langfristig nicht in der Lage sein wird, den weiter ansteigenden Anteil an "Schwachgas" (geringer Methangehalt) über die Fackel zu behandeln.

Auf Grund von langjährigen Untersuchungen der einzelnen Deponieabschnitte wurde festgestellt, dass es Bereiche mit relativ "gutem" Gas (Methangehalt zwischen 30 und 60-Vol.%) und Bereiche mit relativ "schlechtem" Gas (Methangehalt zwischen 6 und 30 Vol.-%) gibt.

Technische Entwicklungen haben den Einsatz von Behandlungsanlagen für beide Gasqualitäten möglich gemacht.

Für das "Gutgas" wurde eine motorische Nutzung mittels Stirlingmotoren vorgesehen. Die Motoren können Deponiegas mit mindestens 18 Vol.-% nutzen. Die elektrische Leistung der zwei installierten Motoren beträgt ca. 14 kW. Damit können die Gasbehandlungsanlagen selbst und der größte Teil des Deponiebedarfs an Strom abgedeckt werden.

 

Die "Schwachgasbehandlung" erfolgt mittels eines autothermen Reaktors, der sogenannten VocsiBox. Hierbei können Gasqualitäten von 5 Vol % bis 20 Vol % Methangehalt behandelt werden. Das Gas wird dabei über ein in einem isolierten Behälter befindliches Keramikbett geleitet und dort bei etwa 1000°C flammenlos oxidiert. Die dabei entstehende Abwärme wird in den Wintermonaten für die Beheizung der Deponiegebäude genutzt. Die Schwachgasbehandlungsanlage wurde vom Bund mit ca. 48% der Anschaffungskosten im Rahmen der Nationalen Klimaschutzinitiative gefördert. Damit wird das gesamte Deponiegas über eine auf bundesdeutschen Deponien bisher einmalige Verfahrenskombination nicht nur energieautark behandelt, sondern es wird auch ein Energieüberschuss erzielt.

 

- Jahresertrag an elektrischer Arbeit Stirlingmotoren: ca. 102. 000 kWh

- Wärmenutzung für Deponieanlagen aus VocsiBox: ca. 150. 000 kWh

 

Bezogen auf die spezifischen Investitionskosten von rund 840.000 € (einschließlich Erschließungsarbeiten und Nebenkosten) sind beide Verfahren mit ca. 23 €/t CO2-Äquivalent sehr effizient. Die durchschnittliche Reduzierung von rund 1.360 t CO2 /Jahr gegenüber dem bisherigen Zustand bis 2040 entspricht dem jährlichen CO2-Ausstoß von etwa 700 PKW.

Antragsteller:

Landkreis FreudenstaDT
Landratsamt Freudenstadt
Herrenfelder Straße 14
72250 Freudenstadt

Homepage

Ausführung:

Firma CONTEC; Joachim Lehner
Contec-Ingenieurgesellschaft für Energie und Umwelttechnik mbH
Raistinger Straße 4/1
71083 Herrenberg

Bericht: Abschlußbericht (pdf, 1,9 MB)