Prozessenergie aus Hühnermist

Heizung
23.04.2014

Von: Redaktion Gebäudeinstallation

Ein Fallbeispiel aus der Lebensmittelindustrie, das Schule machen soll: Eine Kraft-Wärme-Kopplung mit Biogas als Treibstoff produziert elektrische und thermische Prozessenergie. Außerdem ist die Biogasgülle ein hochwertiger Dünger.

Text DI. Dr. Udalfried Krames

Nach der von der Ölwirtschaft künstlich gemachten ersten Ölkrise 1973 wurden die Alternativenergien mit einem Mal „modern", konnten sich aber zunächst nur schwer durchsetzen. Aufgeschlossene Personen jedoch waren ihrer Zeit voraus. So tauchte in den 1970ern in einer Tageszeitung eine Reportage auf mit dem Titel „Jetzt heizt der Mist, der vorher stank". Worum ging es dabei?

Ein auf Hühnerhaltung spezialisierter Bauer hatte eine Idee, recherchierte den damaligen Stand der Technik und errichtete mithilfe eines Installateurs eine Biogasanlage – mit dem Risiko des Misserfolgs, der aber ausgeblieben ist. Eine genauere Beschreibung dieser Anlage ist von hier aus nicht mehr möglich. Ein mit dem Biogas befeuerter Gaskessel deckte den Wärmebedarf des Fermenters sowie der Gebäudeheizung ab.

Eine 2010 gestartete Anlage
In einem Beitrag in „Erneuerbare Energie"* wird ein aktueller Fall der Erzeugung und Nutzung von Biogas aus Hühnermist beschrieben: Das Unternehmen Wolf Nudeln GmbH in Güssing (Burgenland) produziert seit etwa einem halben Jahrhundert Eierteigwaren. Dazu werden Frischeier aus den firmeneigenen Hühnerställen verarbeitet. Das Futter wird zum überwiegenden Teil von der firmeneigenen Landwirtschaft beigestellt und zusätzlich von Bauern im Nahbereich bezogen. Diese lokale Konzentration der Rohstoffversorgung vermeidet Kosten und Umweltbelastung durch weite Transporte. Die Teigwarenerzeugung braucht viel Energie. Mit acht Produktionslinien werden ­Spaghetti, Makkaroni, Hörnchen, Fleckerln, Spiralen, Bandnudeln, Farfalle usw. hergestellt. Dazu kommt der Energieverbrauch der Verpackungsanlagen. Zusammen haben die Prozesseinrichtungen einen Strombedarf von durchschnittlich 360 kW (Spitze 450 kW). Weiters ist für die Trocknung der Nudeln Wärmeenergie von rund 310 kW (Spitze 600 kW) erforderlich.

Die zündende Idee war, aus Hühnermist zuzüglich sonstiger landwirtschaftlicher Reststoffe Biogas zu erzeugen und mit diesem den Strom- und Wärmebedarf der Teigwarenproduktion zu decken. Es trifft sich gut, dass der Eigentümer und Geschäftsführer, D. I. Joachim Wolf, Gärungstechniker ist. Als Biogasprozess wurde das sogenannte Hydrolyseverfahren ausgewählt. Das ist ein dreistufiger Prozess. Die Biogasanlage besteht aus drei runden Behältern. In den ersten wird das Substrat – bestehend aus Hühnermist, Gras, Mais­silage, Reststoffen von der Getreidereinigung und anderen landwirtschaftlichen Abfällen – eingebracht.

Das Substrat wird im ersten Behälter einen Tag lang gerührt, wobei der Bacillus subtilis bewirkt, dass die Zellulosen, Hemizellulosen und Lignine zersetzt werden. Danach wird die relativ dünnflüssige Biomasse in den zweiten Behälter gepumpt und weitergerührt und anschließend in den dritten Behälter, den Fermenter, gefördert. Der pH-Wert muss im ersten Behälter bei 5,7, im zweiten Behälter zwischen 6,5 und 7,0 und im dritten Behälter zwischen 7,8 und 7,9 betragen. Nach zehntägiger Verweildauer im Fermenter wird die Biomasse in das Endlager verbracht. Aus Letzterem wird die Biomasse teilweise als Rezirkulat zum Anmischen im ersten Behälter eingesetzt; der Rest ist hochwertiger und nahezu geruchsfreier Dünger.

Aus Heißwasser wird Heißluft
Vorwiegend im Fermenter, aber auch in den beiden anderen Behältern entsteht Biogas. Dieses wird in einen Ballon mit rund 300 m³ Füllmenge als Zwischenspeicher gepumpt. Das Biogas dient als Treibstoff für zwei zwölfzylindrige MAN-Verbrennungsmotoren, an die je ein Generator mit 360 kW gekoppelt ist. Die Kühl- und Abwärme der beiden Kraft-Wärme-Kopplungen heizt das Wasser in zwei Ringleitungen auf 95 °C und 130 °C auf. Über Wärmetauscher bedient das Heißwasser die Heißluft zur Trocknung der Nudeln. Mit dem Heißwasser werden außerdem die Gärbehälter, die Produktionshallen und der Hühnerstall beheizt. Der Strom treibt alle Produktionseinrichtungen an, der Überschuss wird in das öffentliche Netz eingespeist. Wolf Nudeln ist damit energieautark.

Die Anlage wird mittels Siemens-Technik gesteuert. Die Programmierung und steuertechnische Inbetriebnahme erfolgte durch die Firma Ing. Franz Bendicic in Gratwein bei Graz. An die Steuerung ist ein GSM-Modul angeschlossen, über das im Störfall SMS versendet werden. Außerdem können an das Firmennetzwerk E-Mails gesendet werden, sollte beim Mobilfunkbetreiber eine Störung auftreten. Die VPN-Fernwartung erlaubt den Zugriff auf die gesamte Anlage, sodass jederzeit und von jedem Ort der Betrieb kontrolliert, Parameter angepasst oder Störungen behoben werden können. Die im Dezember 2010 hochgefahrene Anlage war die erste Hydrolyseanlage in Österreich. Die Investitionskosten betrugen rund 2,5 Millionen Euro und sollen sich in acht bis neun Jahren amortisieren.

Umweltauswirkungen
Laut Güssing Energy Technologies GmbH (Forschungsinstitut für erneuerbare Energie) werden durch diese Innovation gegenüber der vorherigen Situation etwa 1.100 Tonnen CO2 eingespart. Umgelegt auf eine Packung Wolf-Nudeln zu je 500 Gramm beträgt die Einsparung rund 80 Kilogramm CO2. Die Firma Wolf Nudeln GmbH wurde im April 2013 im Linzer Energy Tower mit dem Energy Globe Award in der Kategorie Luft ausgezeichnet.

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