Weniger Eigenenergie, mehr Gas-Ertrag
In einem Feldversuch testeten die Spezialisten von Ruhe Biogas auf einer Biogasanlage des Unternehmens Ruhe Agrar den DisRuptor von Vogelsang. Das Ergebnis ermutigte Ruhe Agrar, weitere sieben DisRuptor-Desintegrationssysteme einbauen zu lassen.
Ruhe Biogas ist auf Blockheizkraftwerk (BHKW)-Serviceleistungen, Wartungs- und Servicearbeiten an den Komponenten der Gärstrecke wie beispielsweise Pumpen und Rührwerke sowie die Optimierung der Gärstrecke spezialisiert. Darüber hinaus bietet das Unternehmen für Biogasanlagen, die Bio-LNG (Bio Liquefied Natural Gas) produzieren möchten, die passende Anlagentechnik. Das verflüssigte Biogas wird
unter anderem im Verkehrssektor als grüner Kraftstoff eingesetzt. Die Herstellung in der eigenen Biogasanlage ist eine interessante Alternative für Betreiber.
Ruhe Biogas ging 2018 aus der Ruhe Agrar GmbH hervor. Alle Monteure von Ruhe Biogas haben früher selbst als Anlagenfahrer auf den Biogasanlagen von Ruhe Agrar gearbeitet – die umfangreiche Praxiserfahrung unterscheidet den Dienstleister von vielen Wettbewerbern. Neben Ruhe Agrar schätzen
auch weitere Anlagenbetreiber das Know-how der Ruhe-Biogas-Mitarbeitenden. Denn die Monteure wissen genau, was es bedeutet, wenn beispielsweise ein BHKW ausfällt oder für Wartungszwecke mehrere Stunden abgeschaltet werden soll.
Effizienz der der Fermentationslinien steigern
2019 ergab sich für Ruhe Biogas eine interessante Aufgabenstellung. Ruhe Agrar suchte nach Möglichkeiten, die Effizienz der Fermentationslinien ihrer Biogasanlagen zu steigern. Zu Ruhe Agrar gehören landwirtschaftliche Betriebe in Niedersachsen, Brandenburg und Mecklenburg-Vorpommern sowie sieben Biogasanlagen mit 1x 75 Kilowatt (kW), 1x 190 kW, 1x 500 kW und 4x 2,74 MW Nennleistung.
Die vier großen Biogasanlagen sind gleichartig aufgebaut: Sie verfügen über zwei identische Fermentationslinien mit jeweils einer eigenen Fütterungsstrecke sowie über zwei Endlager. Ein BHKW ist auf den Anlagen installiert und liefert neben der nötigen Wärme für die Heizung der Fermenter auch Strom für den Betrieb der Anlage selbst. Dazu kommen bei jeder Anlage ein Fernwärmenetz und vier weitere Satelliten-BHKWs, die Wärme in der Nähe der Abnehmer, wie zum Beispiel privater Haushalte und öffentlicher Einrichtungen, erzeugen. Dabei setzt Ruhe Agrar auf Gasmotoren, die von Ruhe Biogas gewartet und bei Bedarf generalüberholt werden. Die produzierte elektrische Energie wird ins Netz eingespeist.
Obwohl die Anlagen über Flüssigfütterungssysteme verfügen, in denen die Feststoffe im Batchverfahren aufbereitet und angemaischt werden, reifte bei Ruhe Agrar der Gedanke einer zusätzlichen Aufbereitung des Substrats, da hohe Anteile Gras beziehungsweise Ganzpflanzensilage (GPS) eingesetzt werden.
Anlagenoptimierung mittels mechanischer Desintegration
Die Biogasanlage am Standort Darchau bot ideale Voraussetzungen für einen Feldversuch. Sie liegt nah an der Firmenzentrale in Lüsche und vergärt den höchsten Anteil GPS und Grassilage, die hier mitunter eine sehr holzige Struktur aufweist. Neben ca. 80 bis 90 Tonnen Gülle werden der Anlage täglich ca. 125 Tonnen nachwachsende Rohstoffe zugeführt, jeweils zur Hälfte Maissilage/Grassilage und GPS. Neben Strom produziert die Anlage in Darchau jährlich ca. 7,3 Millionen Kilowattstunden (kWh) Wärmeenergie und ersetzt so ca. 780.000 Liter Heizöl.
Das Betriebsgelände der Biogasanlage Darchau beinhaltet Lagerflächen für bis zu 45.000 Tonnen Inputmaterial.
Im Jahr 2019 absolvierte der damalige Student Justus Ruhe ein Praxissemester bei Ruhe Biogas und übernahm die Betreuung des Feldversuches zur Effizienzsteigerung in Darchau. Um ein aussagekräftiges Versuchsergebnis zu erhalten, integrierten die Experten den DisRuptor, das System von Vogelsang zur mechanischen Desintegration, testweise in eine der beiden Fermentationslinien. Nach ein paar anfänglichen Schwierigkeiten, die schnell in Zusammenarbeit mit Vogelsang behoben werden konnten, bereitet der DisRuptor seitdem das für die Flüssigfütterung verwendete Rezirkulat mechanisch auf, bevor es in den Anmaischbehälter gefördert wird. Die in der Suspension aus dem Fermenter enthaltenen Feststoffe und Fasern werden in den engen Spalten der einstellbaren Funktionseinheit zerrieben und zerfasert. Schützende und schwer abbaubare Bestandteile wie beispielsweise Lignin-Strukturen werden aufgebrochen und beschädigt. Das vergrößert die Oberfläche und damit die Angriffsfläche für die Bakterien.
Justus Ruhe, technischer Vertrieb bei Ruhe Biogas, betreute den Feldversuch in Darchau.
Überzeugendes Ergebnis
Beide Fermentationslinien wurden dann mit denselben Inputstoffen gefüttert, wobei der Gasdruck im Fermenter gemessen und basierend darauf die Menge der Futterration ermittelt wurde. Neben der Futtermenge wurde außerdem der Gasertrag gemessen. Die Analyse der Messdaten ergab ein überzeugendes Ergebnis: Für den gleichen Gasertrag benötigte die Fermentationslinie mit dem DisRuptor durchschnittlich sechs Prozent weniger Inputmaterial. Allein durch diese Einsparung rechnet sich die
Investition in das System innerhalb kurzer Zeit.
Der DisRuptor bereitet das zum Anmaischen verwendete Rezirkulat mechanisch auf.
Die Beteiligten bemerkten im Laufe der Zeit sogar noch weitere Verbesserungen. So stellten sie fest, dass der Vergärungsprozess mit dem DisRuptor robuster und stabiler verläuft und weniger anfällig für Störungen ist. Das Handling der Gärreste als Wirtschaftsdünger ist zudem einfacher. Außerdem verzeichneten sie, dass sich nach längerer Zeit der Eigenenergiebedarf der Biogasanlage um sieben bis zehn Prozent reduziert hatte. Und das, obwohl zwei zusätzliche Stromverbraucher im System integriert sind: Neben der Antriebsenergie für den DisRuptor selbst läuft das Rezirkulat jetzt nicht mehr im Freigefälle zum Anmaischbehälter, sondern wird stattdessen zum DisRuptor gepumpt. Dem gegenüber steht eine verkürzte Laufzeit des Fütterungssystems mit zwei großen Verbrauchern. Neben dem Schubboden, der die Feststoffe zudosiert, verarbeitet auch das Anmaischsystem heute sechs Prozent weniger Futter. Zusätzlich konnte die Laufzeit des Mischers selbst verkürzt werden. Auch die Pumpen und Rührwerke nehmen dank der reduzierten Viskosität der Suspension weniger Leistung auf. Dabei steht die Optimierung der Rührwerkslaufzeiten noch auf der To-do-Liste.
Ruhe Agrar und Ruhe Biogas hat das Ergebnis überzeugt. In allen acht Fermentationslinien wurde der DisRuptor installiert, wo sich die Ergebnisse aus dem Feldversuch in Darchau bestätigten. Zukünftig wird Ruhe Biogas den DisRuptor auch anderen Kunden empfehlen, weitere Projekte sind bereits in Planung
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