 | Bioenergie: Vom Müll zu Strom und Wärme |
Biomasse ist vielseitig nutzbar
Die energetische Verwertung von Biomasse basiert auf der Nutzung von der darin gespeicherten Energie. In Deutschland stellt Biomasse den wichtigsten und am vielseitigsten verwendbaren Energieträger im Spektrum der erneuerbaren Energien dar. Die in Karlsruhe installierten Anlagen (Deponie West, Deponie Ost, Klärwerk) nutzen zweierlei Verfahren: die Biogas-Erzeugung (Deponiegas oder Gas aus Biovergärung) und die Verbrennung (Holz, Klärschlamm).
Bei biochemischen Abbauprozessen von organischen Müllbestandteilen entstehen in sauerstofffreiem Milieu brennbare Gase. Zur Erfassung dieses energiereichen Gases, dessen Hauptbestandteil Methan ist, hat das Amt für Abfallwirtschaft der Stadt Karlsruhe seit 1982 sukzessive ein Gasfassungssystem auf- und ausgebaut. In früherer Zeit wurde das gefasste Deponiegas über entsprechende Fackelanlagen umweltgerecht entsorgt. Die darin enthaltene Energie verpuffte nutzlos. Nach einer Erneuerung der wesentlichen Bestandteile des Gasfassungssystems im Jahr 1994 begann man im Jahr 1996 das Deponiegas energetisch direkt mittels Gasmotoren zu verwerten.
Energie aus der Biotonne
In der Deponie Ost wird die Verwertung von Deponiegas durch die Vergärung der Abfälle aus der Biotonne und der Verbrennung von Holz unterstützt. Die Umwandlung von Bioabfall in wertvolle Energie ist ein aufwändiger Prozess: Die Sammelfahrzeuge kippen das Material zunächst über eine Schleuse in einen Sammelbunker. Über einen Schubboden und ein Förderband wandert das Material zur Grobzerkleinerung in eine Schneckenmühle. Ein Bioabfall-Pulper erzeugt aus den Bioabfällen unter Zugabe von Prozesswasser eine pumpfähige Suspension und trennt die mit den Bioabfällen angelieferten Fremd- und Störstoffe ab. Ein Laufrad im Pulper erzeugt Strömungskräfte, die die festen organischen Bestandteile zerfasern und die löslichen Bestandteile in der Suspension lösen. Die Suspension wird durch ein Lochsieb abgezogen, über einen Sandabscheider dem Methanreaktor zugeführt und dort in etwa 5 bis 6 Tagen ausgefault. Dabei bauen sich rund 45 Prozent der organischen Substanz ab. Das entstehende Biogas wird zusammen mit dem Deponiegas energetisch verwertet. Die Anlage erzeugt somit Strom und Wärme (Kraft-Wärme-Kopplung).
Biogas und Holz: ein energiereiches Paar
Die installierte Feuerungswärmeleistung der Holzverbrennungsanlage auf der Deponie Ost beträgt 2,2 MW; die der Gasverbrennungsanlage (Deponiegas und Biogas) 1,72 MW. Zusammen erzeugen sie pro Stunde maximal 4 Tonnen Dampf mit 22 bar und 360°C. Die gesamte Dampfmenge wird im Dampfmotor/Generator in elektrische Energie umgewandelt. Daraus resultieren maximal 400 KWel. Der so entspannte Dampf wird zusätzlich für die Nahwärmeversorgung genutzt (Kraft-Wärme-Kopplung). Dadurch können bis zu 1200 KW an Wärmeleistung für die nahen Wohngebiete zur Verfügung gestellt werden.