Vollständige Nutzung des Deponiegaspotenzials durch Reformierung mit Biogas

Aufgrund der stetig sinkenden Deponiegasqualität und -quantität auf Siedlungsabfalldeponien wird nach Nutzungsalternativen für das anfallende Deponieschwachgas (CH4-Gehalt < 40 %) gesucht, die auf die Verwendung fossiler Energieträger verzichten. Im Rahmen des beantragten Vorhabens wurde daher eine Biogasanlage in der Nähe der Gasverwertungsstation der Siedlungsabfalldeponie Altenberge errichtet. Das dort produzierte Biogas, mit einem mittleren CH4-Gehalt von 55 %, wurde mit dem anfallenden Deponieschwachgas vermischt, so dass das erzeugte Mischgas einen CH4-Gehalt von mindestens 40 % hatte und im zur Verfügung stehenden Gasmotor verwertet werden konnte. Die thermische Verwertung des Deponieschwachgases hätte ansonsten nur durch die Beimischung von Erdgas verbunden mit einem umweltrelevanten CO2-Ausstoß erfolgen können. Daher stellt das Vorhaben eine, auch auf andere Deponiestandorte übertragbare, ressourcenschonende und umweltfreundliche Alternative der Deponieschwachgasnutzung dar.

Die Untersuchungen zur Deponieschwachgasreformierung wurden in drei Versuchsreihen (je 2 Monate) über einen Zeitraum von 6 Monaten durchgeführt. Die erste Untersuchungsreihe begann, nachdem ein stabiler Biogasprozess der Biogasanlage mit einem Methangehalt > 50 % erreicht wurde. Ziel dieser Untersuchungsreihe war es, den schlechtesten Betriebsfall zu untersuchen. Hierzu wurde das qualitativ schlechteste Deponiegas (CH4-Gehalt < 25 %) mit dem energiereicheren Biogas vermischt und somit die Belastbarkeit und Funktionsfähigkeit des Verfahrens untersucht. Dabei wurden insbesondere die umweltrelevanten BHKW-Emissionen und die Funktionsfähigkeit der Gasreformierung analysiert und die Störanfälligkeit (z.B. durch Öluntersuchungen des BHKW) sowie die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens unter diesen Bedingungen untersucht. In der zweiten Versuchsreihe wurde das verfahrenstechnische Optimum simuliert. Dabei wurden gezielt energiereiche Deponiegasbrunnen mit Biogas vermischt und im BHKW zu Wärme und Strom veredelt. Ziel war es, die maximale Auslastung des BHKW-Moduls und die Auswirkungen auf umweltrelevante Emissionen, Störungen und Wirtschaftlichkeit zu untersuchen. Die dritte Versuchsreihe stellte den Normalbetrieb dar. Hierbei wurde Deponiemischgas (Deponieschwachgas zusammen mit energiereicherem Deponiegas) mit Biogas auf einen konstanten CH4-Gehalt > 40 % aufgewertet und hinsichtlich der relevanten Betriebsbedingungen analysiert und untersucht. Flankierend über einen Zeitraum von 8 Monaten wurden mögliche Wärmenutzungskonzepte erarbeitet und hinsichtlich ihrer technischen und wirtschaftlichen Rahmenbedingungen und Realisierbarkeit untersucht.

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